十九世纪中叶,科学家对物理学电学量的研究有广泛兴趣。图甲改编自当年Rayleigh与Sidgwick设计的实验装置。其中恒流源提供大小为

的电流,方向如图箭头所示。图甲中

为可变电阻,

为阻值

的定值电阻,

、

为单刀双掷开关。两个相同的线圈

、B,匝数均为

匝,半径均为

。其中心处各有一电阻不计且上端带电刷的中心镂空导体圆盘,两者相距

, 圆盘大圆半径

, 小圆半径

, 如图乙所示。圆盘套在一根薄壁轻质中空的金属转轴上并和它固定,转轴薄壁厚度

, 电阻率

。一足够长且不计粗细的轻绳一端缠绕在转轴上,另一端连接一质量

的重物。已知一匝电流为

的线圈在中心处产生的磁感应强度大小为

(其中

为真空磁导率,

为线圈半径),圆盘处可看作匀强磁场。实验开始时装置开关

与

分别置于

、

。由静止释放重物,从左往右看转轴为顺时针转动。假设装置中A、B线圈产生的磁场互不干扰,不计一切阻力,计算时将

。
