如图所示,可视为发电机的模型:固定于水平面上的金属框架

,处在竖直向下的匀强磁场中.

a.水平框架光滑(足够长),宽度为

,电阻忽略不计,棒

质量

、电阻

,匀强磁场的磁感应强度

.现用

的外力由静止开始向右拉

棒,当棒的速度达到

时,求:
(

)

棒所受的安培力;
(

)若此时撤去棒所受接力

,直到停止运动,棒

上产生的焦耳热.
b.金属棒

沿框架以速度

向右做匀速运动.框架

边与

边平行,

边与

、

边垂直.

与

的长度均为

,在运动过程中

始终与

平行,且与框架保持良好接触.磁场的磁感应强度为

.
(

)请根据法拉第电磁感应定律

,推导金属棒

中的感应电动势

.
(

)在上述情景中,金属棒

相当于一个电源,这时的非静电力与棒中自由电子所受洛伦兹力有关.请根据电动势的定义,推导金属棒

中的感应电动势

.
提示:“电动势在数值上等于非静电力把

的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.如果移送电荷

时非静电力所做的功为

,那么电动势

表示为:

”.