Question

高中物理动量守恒问题

如图所示，空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感强度大小为B．边长为l的正方形金属框abcd（下简称方框）放在光滑的水平地面上，其外侧套着一个与方框边长相同的U形金属框架MNPQ（下简称U形框），U形框与方框之间接触良好且无摩擦．两个金属框每条边的质量均为m，每条边的电阻均为r．若方框不固定，给U形框垂直NP边向右的初速度v0。请问题目中为什么方框和U型框组成的系统动量守恒？如何分析而得到其在运动过程中受到的安培力合力恒为零？若需要计算步骤请列出，谢谢！！！

Answer 1

根据F=BIL，安培力与电流与导体长度有关。
根据电路知识，图中三条竖直导体中，无论电流多么复杂，向上的电流之和总是等于向下的电流之和，以保证形成闭合回路。
又因三条导体长度相同，综上，安培力合力为零，系统动量守恒。