Question

物理电磁感应双杆运动问题。

例3（2004年高考全国I卷第24题）图中a1b1c1d1和a2b2c2d2为在同一竖直平面内的金属导轨，处在磁感强度B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨所在平面（纸面）向里。导轨的a1b1段与a2b2段是竖直的，距离为l1；c1d1段与c2d2段也是竖直的，距离为l2。x1y1与x2y2为两根用不可伸长的绝缘轻线相连的金属细杆，质量分别为m1、m2，它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触。两杆与导轨构成的回路的总电阻为R。F为作用于金属杆x1y1上竖直向上的恒力。已知两杆运动到图示位置时，已匀速向上运动，求此时作用于两杆的重力的功率的大小和回路电阻上的热功率。
受力如图所示，那个T是哪来的？解释一下，谢谢。

Answer 1

设两杆速度为v，
x1y1和x2y2都产生感应电动势，x2y2的电动势更大，
合电动势E=E2-E1=Bv(l2-l1)，电流I=E/R，
x1y1受到的安培力向上，F1=Il1B，
x2y2受到的安培力向下，F2=Il2B，
两杆一起匀速运动，所受合力都为0，
x2y2：m2g+F2=T，
x1y1：m1g+T=F1+F，
（x2y2要向上运动，必然受到轻绳向上的拉力T，根据作用力与反作用力原理，x1y1受到向下的拉力T）
联立以上各式解出v，重力的功率(m1g+m2g)v，
两杆匀速运动，拉力F做正功，重力做负功，总功转化为电能，最终转化为内能（热量），
热功率(F-m1g-m2g)v，
（如果解出电流I，用I^2R也一样）