第一节 电磁感应和法拉第电磁感应定律
高中物理第一章电磁感应1.3法拉第电磁感应定律
答案 6 V
解析 根据法拉第电磁感应定律得感应电动势的大小
E＝n
ΔΦ Δt
＝1
500×4×10－3
V＝6
V.
12/14/2021
解析 答案
达标检测
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1.(对法拉第电磁感应定律的理解)如图9所示，半径为R的n匝线圈套在边
长为a的正方形abcd之外，匀强磁场垂直穿过该正方形，当磁场以
E＝n
ΔΦ Δt
，其中 n 是线圈的匝数.
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三、导体切割磁感线产生的感应电动势 1.导线垂直于磁场运动，B、L、v两两垂直时，如图1所示，E＝ BLv .
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图1
2.导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为α时，如图 2所示，E＝BLvsin α .
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解析 答案
例4 如图8甲所示的螺线管，匝数n＝1 500匝，横截面积S＝20 cm2， 方向向右穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化. (1)2 s内穿过线圈的磁通量的变化量是多少？
答案 8×10－3 Wb
解析 磁通量的变化量是由磁感应强度
的变化引起的，
则Φ1＝B1S，Φ2＝B2S，ΔΦ＝Φ2－Φ1，
解析 ac棒垂直切割磁感线，产生的感应电动势
的大小为E＝BLv＝0.40×0.50×4.0 V＝0.80 V.
图7
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解析 答案
(2)回路中感应电流的大小.
答案 见解析 解析 回路中感应电流大小为I＝ ER＝00..8200 A＝4.0 A.
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解析 答案
(3)维持ac棒做匀速运动的水平外力的大小和方向. 答案 见解析 解析 ac棒受到的安培力大小为 F安＝BIL＝0.40×4.0×0.50 N＝0.80 N， 由右手定则知，ac棒中感应电流由c流向a. 由左手定则知，安培力方向水平向左. 由于导体棒匀速运动，水平方向受力平衡，则F外＝F安＝0.80 N，方向 水平向右.
电磁感应现象与法拉第电磁感应定律
电磁感应现象与法拉第电磁感应定律电磁感应是物理学中一个重要的现象，它揭示了电流和磁场之间的密切关系。
在19世纪初，英国物理学家迈克尔·法拉第通过实验研究，总结出了著名的法拉第电磁感应定律。
本文将围绕电磁感应现象和法拉第电磁感应定律展开讨论。
一、电磁感应现象电磁感应现象是指当磁通量通过一定面积发生变化时，在闭合电路中会产生感应电动势。
这个现象的重要性在于它揭示了磁场和电场之间的相互作用，为电磁学的发展奠定了基础。
众所周知，电流会产生磁场，而磁场通常也能影响电路中的电流。
在电磁感应过程中，磁场的变化引起了电动势的产生，从而导致电流的流动。
这一现象不仅适用于导体中的电流，也适用于恒定电流产生的磁场。
二、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是电磁感应现象的定量描述。
简单来说，法拉第电磁感应定律指出，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
设一个线圈的匝数为N，磁场的磁通量为Φ，当磁通量发生变化时，感应电动势E的大小可以通过下式计算：E = -N(dΦ/dt)其中，负号代表感应电动势的方向与磁通量变化的方向相反。
法拉第电磁感应定律的推导依据是电磁感应现象中的数学关系和实验数据。
通过实验观察和测量，法拉第得出了上述定律，并建立了磁通量和感应电动势之间的线性关系。
三、应用和意义法拉第电磁感应定律不仅在理论研究中具有重要意义，而且在实际应用中也得到广泛应用。
一方面，法拉第电磁感应定律为发电机和变压器等电磁设备的设计和工作原理提供了重要依据。
通过利用电磁感应现象，我们可以将机械能转化为电能或者将电能转化为机械能。
另一方面，法拉第电磁感应定律也是电磁感应传感器和电磁感应探测器的基础。
许多仪器和设备利用电磁感应原理来测量磁场的强度、方向和变化。
此外，电磁感应现象和法拉第电磁感应定律在电磁波和无线通信中也起到了重要作用。
例如，无线充电技术就是通过电磁感应原理来实现的。
总之，电磁感应现象和法拉第电磁感应定律是电磁学中的重要内容，它们揭示了电场和磁场之间的密切关系。
电磁感应与法拉第电磁感应定律
麦克斯韦方程组：描述电磁场 的完整数学模型
电磁波：证实光、电、磁的统 一本质
波动方程：预测电磁波的存在 和传播速度
麦克斯韦的贡献：奠定现代电 磁学的基础
麦克斯韦方程 组的建立，统 一了电场和磁 场，预言了电 磁波的存在。
赫兹实验证实 了电磁波ຫໍສະໝຸດ 存 在，证明了麦 克斯韦理论的正确性。
现代电磁学的 应用广泛，包 括无线通信、 雷达、导航、 电子显微镜等。
电磁感应定律的发现为电磁学 的发展奠定了基础
法拉第的研究为现代电力工业 提供了理论基础
电磁感应定律推动了物理学领 域的进步
对其他科学领域的发展产生了 积极的影响
实验目的：验证法拉第电磁感应定律 实验器材：线圈、磁铁、电流计等 实验步骤：将线圈连接至电流计，将磁铁快速插入或拔出线圈，观察电流计的读数变化 实验结果：通过观察电流计的读数变化，验证了法拉第电磁感应定律的正确性
和配电系统
变压器由初级 线圈、次级线 圈和铁芯组成， 是电力系统中 不可或缺的重
要设备
感应电动机的工作原理：基于法拉第电磁感应定律，通过磁场变化产生感应电流，进而驱动电动机运转。
感应炉的工作原理：利用法拉第电磁感应定律产生的高频磁场，使金属材料内部产生涡流，从而达到加热和熔炼 金属的目的。
感应加热炉的应用：在工业生产中，感应加热炉广泛应用于金属热处理、熔炼、连铸和轧制等领域。
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迈 克 尔 ·法 拉 第 （Michael Faraday） 在1831年发现了电磁 感应现象
法拉第通过实验观 察到当磁场发生变 化时，导线中会产 生电流
电磁感应与法拉第定律
电磁感应是电磁学的基础理论之一。
它是指当导体内部或周围的磁场发生变化时，导体内部就会产生感应电动势，并在导体内部产生电流的现象。
电磁感应是电磁学与电动力学联系最紧密的一部分。
电磁感应的珍贵是由英国物理学家迈克尔·法拉第在1831年首次提出的。
法拉第定律是揭示电磁感应现象的基本规律，也是电磁感应研究的基础。
法拉第定律可以简洁地表述为：导体内的感应电动势的大小与导体在磁场中所得到的磁通量变化的速率成正比。
具体而言，如果一个导体线圈的磁通量随时间发生变化，那么线圈内部会产生感应电动势，从而产生电流。
这个原理也可以通过“电磁感应现象”的方程式来描述，即：感应电动势等于磁通量的变化率乘以线圈的匝数。
电磁感应的应用非常广泛，可以应用于发电机、变压器、感应电动机等各种电磁设备中。
例如，发电机利用永磁或电磁场的旋转运动与线圈产生的感应电动势来产生电能。
而变压器则通过电磁感应的原理来改变电压，使得电能能够有效地传输和使用。
感应电动机则是利用感应电动势产生的电流产生旋转磁场，从而达到驱动机械运动的目的。
此外，电磁感应的原理还被应用于无线充电、电磁制动等领域。
无线充电是利用电磁感应的原理来实现电能的无线传输，使得手机、笔记本电脑等电子设备能够通过电磁场直接接收电能。
而电磁制动则是利用电磁感应的原理来制动运动中的物体，例如电车、电梯等。
电磁感应与法拉第定律的研究不仅推动了现代电力工业的发展，也为科学家们提供了许多深入研究的方向。
法拉第定律是迈克尔·法拉第的研究成果之一，他还制定了许多与电磁现象相关的定律和观点，如法拉第电磁感应定律和法拉第电解定律等。
他的贡献使得电磁学的研究更加系统化和完备化。
总结而言，电磁感应与法拉第定律是电磁学中非常重要的研究内容。
它们的研究成果不仅在现代电力工业中得到广泛应用，也为电磁学的理论研究提供了基础。
通过深入研究电磁感应与法拉第定律，我们能够更好地理解电磁学的本质和规律，为未来电磁技术的发展做出更大的贡献。
电磁感应和法拉第电磁感应定律
电磁感应和法拉第电磁感应定律电磁感应是电磁学中的重要概念，指的是通过磁场的变化引起电场的产生，或者通过电场的变化引起磁场的产生的现象。
而法拉第电磁感应定律则是描述了电磁感应现象的定律。
本文将围绕电磁感应和法拉第电磁感应定律展开讨论。
一、电磁感应的基本原理电磁感应的基本原理是：当导体处于磁场中，并且磁场的强度或导体相对于磁场的运动有变化时，导体内部就会产生感应电流。
这里的磁场可以是恒定的磁场，也可以是变化的磁场。
二、法拉第电磁感应定律的表述法拉第电磁感应定律是由英国物理学家迈克尔·法拉第于1831年提出的。
该定律可以表述为：感应电动势的大小与导体的变化磁通量的速率成正比。
具体而言，如果导体中的磁通量Φ发生改变，那么在导体两端就会产生感应电动势ε。
而感应电动势的大小可以用下式表示：ε = - dΦ/dt其中，ε表示感应电动势，dΦ表示磁通量的变化量，dt表示时间的变化量。
符号负号表示感应电动势的方向与磁通量的变化方向相反。
三、电磁感应的应用电磁感应在现代社会中有着广泛的应用。
以下是一些典型的应用：1. 发电机：发电机利用电磁感应的原理将机械能转换为电能。
旋转的磁场会产生可变的磁通量，从而在线圈中产生感应电流，最终输出电能。
2. 变压器：变压器利用电磁感应的原理将交流电的电压进行变换。
变压器由两个线圈构成，通过改变输入线圈的电流，使得磁场的强度发生变化，从而感应出输出线圈中的电流，实现电压的转换。
3. 感应炉：感应炉利用电磁感应的原理进行加热。
通过交变电流在导体中产生变化的磁场，从而在导体内部产生感应电流，导致导体加热。
4. 磁测井：磁测井利用电磁感应的原理来探测地下地质结构。
在地下钻探时，通过发射电流产生磁场，然后通过感应接收地下的电磁信号，从而获得地下介质的相关信息。
5. 感应传感器：感应传感器利用电磁感应的原理来测量物体的运动、位置、电流、温度等参数。
当物体发生相应变化时，感应传感器会产生相应的信号，实现物理量的测量。
电磁感应定律和法拉第电磁感应
电磁感应定律和法拉第电磁感应电磁感应定律和法拉第电磁感应是电磁学中重要的基本原理，揭示了电流与磁场的相互关系和电磁能量转化的过程。
这两项定律的发现和理论贡献为现代科技的发展奠定了基础。
电磁感应定律是法拉第在1831年发现的，它表明当磁场变化时，会在电路中引起感应电动势。
即使没有直接连接电源，电动势的产生也能够使电流产生。
这个现象在当时引起了广泛的关注，被认为是电和磁的关联性的确切证据。
法拉第电磁感应理论则是基于电磁感应定律而发展起来的。
该理论指出，只有在电路中存在变化的磁通量时，才会引起感应电动势产生，进而导致电流的产生。
磁通量是磁场穿过一个面积的量度，它的变化是由磁场强度和受磁体的运动速度共同决定的。
实验观察表明，当一个导体在磁场中移动时，感应电动势将在导体中产生。
这可以通过一个简单的实验来证明。
当一个磁铁被带动穿过铜管时，铜管内部将产生电动势，并在管壁上产生涡流。
这种现象被称为艾迪电流，其产生的原因正是由于磁场的变化引起的。
电磁感应定律和法拉第电磁感应理论在科技应用中有着广泛的应用。
在发电厂中，通过旋转的磁场和线圈的结合，可以产生电磁感应，从而实现电能的转化。
这种方式被广泛应用于发电机的原理中。
电磁感应的应用不仅局限于发电厂，还包括了许多其他领域。
例如，变压器的原理就是基于电磁感应和法拉第电磁感应理论。
变压器可以将交流电压转换为不同的电压级别，以适应不同设备的需求。
电磁感应定律也被广泛用于传感器和探测器的设计。
例如，磁力计利用电磁感应来测量磁场的强度和方向。
这项技术在导航、地质勘探和无线通信等领域都有广泛的应用。
此外，电磁感应定律还用于电磁波的产生和传播。
根据法拉第电磁感应理论，当电流通过导线时，会产生相应的磁场，进而通过电磁波的传播使信息传递。
这种原理被广泛应用于无线通信和无线电广播等领域。
总之，电磁感应定律和法拉第电磁感应理论是电磁学的基石，它们揭示了电流与磁场的相互作用和电磁能量转化的基本原理。
电磁感应的基本原理
电磁感应的基本原理电磁感应是指在磁场中，当导体中发生运动或者磁场发生变化时，产生感应电动势的现象。
这个现象是由法拉第电磁感应定律描述的，即磁通变化率与感应电动势成正比。
本文将介绍电磁感应的基本原理及其应用。
一、电磁感应的基本原理可以总结为三个方面：法拉第电磁感应定律、楞次定律和磁场的作用。
1.1 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述电磁感应现象的重要定律。
它表明，当闭合电路中的磁通变化时，电路中会产生感应电动势。
感应电动势的大小与磁通变化率成正比，方向由楞次定律决定。
数学上，法拉第电磁感应定律可以表示为：\(\varepsilon = - \frac{d\Phi}{dt}\)其中，\(\varepsilon\)表示感应电动势，\(\Phi\)表示磁通量，\(t\)表示时间。
1.2 楞次定律楞次定律描述了感应电动势产生的方向。
按照楞次定律，感应电流的方向总是使得它所产生的磁场，抵消原磁场的变化。
这意味着感应电动势的方向与磁通变化的方向总是相反的。
1.3 磁场的作用电磁感应是在磁场中发生的现象，因此磁场的存在是电磁感应的前提。
当导体运动或者磁场发生变化时，磁场会与导体中的电子相互作用，导致感应电动势的产生。
二、电磁感应的应用电磁感应的原理被广泛应用于各个领域，以下列举几个典型的应用。
2.1 发电机发电机是电磁感应原理的典型应用之一。
通过旋转导体或磁场的方式，使导体中的电子受到磁场的作用，产生感应电动势。
通过感应电动势的输出，机械能被转化为电能。
2.2 变压器变压器也是电磁感应原理的重要应用之一。
变压器利用电磁感应的原理，实现了电压的升降变换。
通过相互感应的线圈，将输入电压转换为输出电压，实现电能的传输与变换。
2.3 电感传感器电感传感器是利用电磁感应原理，测量电感值的一种设备。
它通过测量感应电动势的大小，推导出电感的值。
电感传感器在电子工程中有着广泛的应用，例如电路测试、非接触式测量等领域。
2.4 磁共振成像磁共振成像技术是医学领域中常用的诊断技术之一。
电磁感应的概念和法拉第电磁感应定律
电磁感应的概念和法拉第电磁感应定律一、电磁感应的概念电磁感应是指在导体周围的磁场发生变化时，导体中会产生电动势的现象。
这种现象是由英国科学家迈克尔·法拉第在1831年发现的，因此也被称为法拉第电磁感应定律。
二、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律表明，当闭合导体回路所包围的磁场发生变化时，回路中会产生电动势。
这个电动势的大小与磁场的变化率成正比，与回路的匝数成正比，与回路所包围的磁场变化区域面积成正比。
公式表示为：[ = -N ]其中，( ) 表示电动势，( N ) 表示回路的匝数，( ) 表示磁场变化率，负号表示根据楞次定律，电动势的方向总是阻碍磁通量的变化。
三、楞次定律楞次定律是描述电磁感应现象中电动势方向的一个重要定律。
它指出，在电磁感应过程中，产生的电动势总是要阻止引起这种变化的原因。
具体表现为：1.当磁场增强时，感应电流产生的磁场与原磁场方向相反；2.当磁场减弱时，感应电流产生的磁场与原磁场方向相同；3.当磁场方向发生变化时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反。
四、电磁感应的应用1.发电机：通过转子与定子之间的相对运动，产生电磁感应，从而产生电能。
2.变压器：利用电磁感应原理，实现电压的升降变换。
3.感应电流：在导体中产生电动势，进而产生电流。
4.磁悬浮列车：利用电磁感应产生的磁力，实现列车与轨道的悬浮，减小摩擦，提高速度。
电磁感应现象是电磁学中的重要概念，法拉第电磁感应定律是其核心内容。
通过理解电磁感应的原理，我们可以更好地了解电与磁之间的关系，并广泛应用于生活和工业中。
习题及方法：1.习题：一个矩形线框abcd在匀强磁场B中以角速度ω绕垂直于磁场方向的轴旋转，求线框中感应电动势的最大值和有效值。
解题思路：根据法拉第电磁感应定律，当线框与磁场垂直时，感应电动势最大。
最大值公式为E m=NBSω，其中N为线框匝数，B为磁场强度，S为线框面积，ω为角速度。
有效值可以通过最大值除以根号2得到。
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第一节电磁感应和法拉第电磁感应定律
【学习目标】
1、理解磁通量的概念，会计算磁通量的变化。
2、掌握电磁感应现象，知道感应电流的条件和电流方向的判断。
3、掌握法拉第电磁感应定律。
【基础回顾】
一、磁通量
1．定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向的面积S 和B的乘积．
公式：Φ＝.单位：，符号： .磁通量是
(填“标量”或“矢量”)．但有正负。
2、磁通量的变化：________________________________________________ 例1.一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如右图所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角．将abcd绕ad 轴转180°角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量是( ) A．0 B．2BS
C．2BS cos θD．2BS sin θ
二、电磁感应现象
1、定义：的现象称为电磁感应现
象。
在电磁感应现象中所产生的电流称为。
产生感应电流的条件是：。
2、感应电流方向的判断：（1）楞次定律：。
适用于任何电磁感应现象。
步骤：
简称为：或或
（2）右手定则：
适用于闭合电路中一部分切割磁感线产生的感应电流。
例2．(2011·宿迁高二检测)在电磁感应现象中，下列说法正确的是( ) A．导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流
B．导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流
C．穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路内一定会产生感应电流
D ．闭合电路在磁场内做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流
三、法拉第电磁感应定律
1、 在电磁感应现象中产生的电动势称为 ，产生感应电动势的那段导体相当于 。
2、法拉第电磁感应定律： 公式： 适用于任何电磁感应现象。
3、导体切割磁感线产生的感应电动势： 例3、如图所示，两个互相连接的金属圆环A 、B ，面积均为0.1m 2；A 环
的电阻为B 环电阻的 ，磁场垂直穿过A 环所围面积，其磁感应强度随
时间变化规律如图所示。
求A 环中产生感应电动势ε大小？连接处ab 两
点间电压？
【基础应用】
1. 如图所示，两个同心圆形线圈a 、b 在同一水平面内，圆半径R a >R b ，一条形磁铁穿过圆心垂直于圆面，穿过两个线圈的磁通量分别为a φ和b φ，则（ ）
b a A φφ〉)(，b a B φφ=)(，b a C φφ〈)(，（D ）无法判断
2、下列说法正确的是（ ）
A.导体在磁场中运动时，导体中一定有感应电流
B.导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中一定有感应电流
C.只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中一定有感应电流产生
D.只要穿过闭合电路磁通量发生变化，电路中一定有感应电流
3、关于电磁感应现象，下列说法中正确的是（ ）
A.闭合线圈放在变化的磁场中，必然有感应电流产生
B.闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流
C.穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流
D.穿过闭合电路的磁感线条数发生变化时，电路中有感应电流
4．金属矩形线圈abcd 在匀强磁场中做如图6所示的运动，线圈中有感应电流的是：（ ）
5.光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图3所示，抛物线的方程是2x y =，下部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是a y =的直线（图中的虚线所示）。
一个小金属块从抛物线上b y =（b 〉a ）处以速度V 沿抛物线自由下滑，假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的总热量是( )
【能力提升】
1、如图所示，一个矩形线圈与通有相同大小电流的平行直导线在同一平面内，且处于两直导线的中央，则线框中有感应电流的是;（ ）
A 、两电流同向且不断增大
B 、两电流同向且不断减小
C 、两电流反向且不断增大
D 、两电流反向且不断减小
22
1221)()()()()()(mv a b mg D a b mg C mv B mgb
A +--
2、如图所示，线圈两端接在电流表上组成闭合回路，在下列情况中，电流表指针不发生偏转的是（ ）
A.线圈不动，磁铁插入线圈
B.线圈不动，磁铁拔出线圈
C.磁铁插在线圈内不动
D.磁铁和线圈一块平动
3．如图所示，MN 、PQ 为两条平行的水平放置的金属导轨，左端接有定值电阻R ，金属棒ab 斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨接触点之间的距离为L ，金属棒与导轨间夹角为60°，以速度v 水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒中的电流为( )
A ．I ＝BLv R
B ．I ＝3BLv 2R
C ．I ＝BLv 2R
D ．I ＝3BLv 3R
4．如图中半径为r 的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B 中，绕O 轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R 的电流的大小和方向是(金属圆盘的电阻不计)( )
A ．由c 到d ，I ＝Br 2ω/R
B ．由d 到c ，I ＝Br 2ω/R
C ．由c 到d ，I ＝Br 2ω/(2R )
D ．由d 到c ，I ＝Br 2ω/(2R )
【冲刺高考】
(2009·全国Ⅱ，24)如图所示，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率ΔB Δt
＝k ，k 为负的常量．用电阻率为ρ、横截面积为S 的硬导线做成一边长为l 的方框．将方框固定于纸面内，其右半部分位于磁场区域中，求：
(1)导线中感应电流的大小；
(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率．
第一节 电磁感应作业
1．下列关于感应电动势大小的说法中，正确的是( )
A ．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
B ．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大
C ．线圈放在磁感应强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大
D ．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大
2、如图所示，开始时矩形线圈平面与磁场垂直，且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外，若要使线圈中产生感应电流，下列方法可行的是（ ）
A.以ab 为轴转动
B.以ad 为轴转动 （小于60
）
C.以O O 为轴转动
D.以bc 为轴转动（小于 60）
3、如图所示，在条形磁铁的外面套着一个闭合弹簧线圈，若把线圈四周向外拉，使线圈包围的面积变大，这时（ ）
(A) 线圈中有感应电流 （B ）线圈中无感应电流
(C)穿过线圈的磁通量增大 (D)穿过线圈的磁通量减小
4、如图所示，正方形闭合金属框，从距磁场边界某一高度自由下落，恰好可匀速进入磁场区，若金属框的质量为m ，边长为L ，总电阻为R ，匀强磁场区的磁感应强度为B ，金属框进入磁场区的过程中，线框平面始终与磁场方向垂直。
求金属框下边与磁场边界的高度h 为多少？
5．如图所示，电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内．MO间接有阻值为R＝3 Ω的电阻．导轨相距d＝1 m，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T．质量为m＝0.1 kg，电阻为r＝1 Ω的导体棒CD垂直于导轨放置，并接触良好．用平行于MN的恒力F＝1 N向右拉动CD.CD受摩擦阻力f恒为0.5 N．求：
(1)CD运动的最大速度是多少？
(2)当CD到最大速度后，电阻R消耗的电功率是多少？
(3)当CD的速度为最大速度的一半时，CD的加速度是多少？。