Question

简单物理题，如图甲所示，一正方形单匝线框abcd放在光滑绝缘水平面上，线框边长为L、质量为m、电阻为R．

该处空间存在一方向竖直向下的匀强磁场，其右边界MN平行于ab，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，0~t0时间内B随时间t均匀变化，t0时间后保持B=B0不变．
（1）若线框从零时刻起，在一水平拉力作用下由静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为a，经过时间t0线框cd边刚要离开边界MN．则在此过程中拉力做的功为多少？
我想问的是为什么答案中（W=1/2mV^2)直接运用动能定理，不是还有安培力做功么？（我物理很弱，麻烦哪位大神详细解说一下`(*∩_∩*)′）

Answer 1

因为安培力做的功抵消了啊
0到t0时间内，B是不断增大的，有楞次定律可知，线框内的电流方向一直是逆时针的
所以ab杆的电流向下，cd杆的电流向上
那ab杆的安培力就向右，cd杆的安培力就向左啊
这两安培力大小相等，方向相反
ad和bc的也是一样的，所以安培力不做功啊

所以直接运用动能定理就能求出拉力做的功

追问

有一点是我想说的，0到t0时间内，B增大，感应电流的磁场与此相反，所以应该是点点，再用右手定则，可知电流方向是顺时针，然后ab杆的安培力就向右，cd杆的安培力就向左，然后相互抵消~ 你怎么看？

追答

没怎么看，我只知道“电流方向是顺时针，然后ab杆的安培力就向右”是矛盾的
电流方向是顺时针，ab杆的电流向上，用左手定则可确定安培力向左啊

钟表指针的旋转方向是顺时针，你觉得呢？

我可能知道你哪错了，你判断线框内是点点对了，点点是指垂直纸面穿出，判断cd的电流时，要用右手，四指向上，那拇指是向上的，所以cd电流向上的，逆时针

Answer 2

解：(1)线框中产生的感应电动势E=△φ/△t=L^2B0/t0
在t0内产生的焦耳热：Q=E^2t0/R
解得：Q=B0^2L^4/Rt0
因为能量守恒，所以安培力做功等于焦耳热

追问

额，题目并没问焦耳热。。。。

追答

他问的不是线圈从磁场离开力所做的功，而是线圈cd到ab这个过程拉力做的功
焦耳热就等于拉力做功

追问

“安培力做功等于焦耳热=拉力做功”貌似解释不通。。。

追答

为什么解释不通