导体切割磁感线的运动可以从宏观和微观两个角度来认识.如图所示,固定于水平面的
U型导线框处于竖直向下的匀强磁场中,金属直导线
MN在与其垂直的水平恒力
F作用下,在导线框上以速度
v做匀速运动,速度
v与恒力
F的方向相同,导线
MN始终与导线框形成闭合电路.已知导线
MN电阻为
R,其长度
L恰好等于平行轨道间距,磁场的磁感应强度为
B.忽略摩擦阻力和导线框的电阻.


(1) 通过公式推导验证:在Δ
t时间内,
F对导线
MN所做的功
W等于电路获得的电能
W电,也等于导线
MN中产生的焦耳热
Q;(2)若导线
MN的质量
m=8.0 g,长度
L=0.10 m,感应电流
I=1.0 A,假设一个原子贡献一个自由电子,计算导线
MN中电子沿导线长度方向定向移动的平均速率
ve(下表中列出一些你可能会用到的数据):