导电的正方形线框abcd边长为l,每边的电阻均为r0,线框置于光滑水平导轨oo′与nn′上,导轨间距也为l,电阻不计,on端所接电池的电动势为ε,内阻为r,整个装置处在磁感强度大小为B方向向下的匀强磁场中.现将电键s闭合,求s闭合瞬间
(1)线框所受安培力的方向(在图中标示出来);
(2)线框所受安培力的大小;
(3)电路的发热功率.
(1)根据左手定则,ab边与dc边所受的安培力方向均沿导轨向上,故线框所受安培力的方向沿导轨向上.
(2)因为导轨电阻不计,所以ad边与cb边均构成短路
总电流为I=
=ε r+ r0 2 2ε 2r+r0
则通过ab、cd边的电流I′=
.I 2
所以线框所受安培力的合力为 F=2BI′l=2Bεl 2r+r0
(3)电路的发热功率为 P=I2(r+
)=r0 2 2ε2 2r+r0