電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，不同的電源非靜電力做功的本領(lǐng)有所不同，物理學(xué)中用電動(dòng)勢來描述電源的這種特性。
（1）如圖所示，固定于水平面的U形金屬框架處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，金屬框兩平行導(dǎo)軌間距為l。金屬棒MN在外力的作用下，沿框架以速度v向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒始終垂直于兩平行導(dǎo)軌并接觸良好。已知電子的電荷量為-e。在金屬棒產(chǎn)生電動(dòng)勢的過程中，請(qǐng)說明是什么力充當(dāng)非靜電力，并求出這個(gè)非靜電力F的大?。?br />（2）科學(xué)家發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體兩端的溫度差也能產(chǎn)生電動(dòng)勢，這種電動(dòng)勢稱為溫差電動(dòng)勢。我們用圖乙所示的簡化模型來分析。一段長度為L的直導(dǎo)線AB沿Ox軸放置，A端位于坐標(biāo)原點(diǎn)處。與恒溫?zé)嵩唇佑|后，A端溫度恒為T₁，B端溫度恒為T₂（T₂＜T₁）。假定導(dǎo)線上相同位置處的溫度相同，不同位置處的溫度沿x方向均勻變化，導(dǎo)線形狀隨溫度的變化忽略不計(jì)。從微觀上來看，可認(rèn)為：溫度越高，金屬離子（即原子失去自由電子后的剩余部分）熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能越大，與之相比，自由電子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能隨溫度的變化可以忽略不計(jì)。如圖乙所示，取導(dǎo)線中長為Δx的一個(gè)薄層，自由電子受到左側(cè)金屬離子的碰撞比右側(cè)的強(qiáng)，薄層兩端就形成了壓強(qiáng)差，自由電子會(huì)發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)。已知薄層兩端的壓強(qiáng)差與其兩端的溫度差成正比，且比例系數(shù)為nk,n為單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)（假設(shè)導(dǎo)線中各處n都相同）k為常數(shù)。導(dǎo)線AB的橫截面積為S，電荷量為-e,忽略自由電子與金屬離子之間及自由電子彼此間的庫侖作用。請(qǐng)利用自由電子的受力特點(diǎn)，結(jié)合電動(dòng)勢的定義式，推導(dǎo)得出溫差電動(dòng)勢的表達(dá)式；
（3）特殊溫差發(fā)電導(dǎo)體AB兩端有恒定溫差，連接無限長的水平光滑導(dǎo)軌（圖丙），若溫差電動(dòng)勢的大小與導(dǎo)線兩端的溫度差成正比，比例系數(shù)為S，水平導(dǎo)軌區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。導(dǎo)軌上靜止放置的導(dǎo)體棒MN電阻為R，質(zhì)量為m,到剛好穩(wěn)定的過程中導(dǎo)體棒的焦耳熱為Q，忽略其他電阻。求發(fā)電導(dǎo)體AB兩端的溫差。