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菁優(yōu)網(wǎng)為實現(xiàn)火箭回收再利用,有效節(jié)約太空飛行成本,設(shè)計師在返回火箭的底盤安裝了4臺電磁緩沖裝置,工作原理是利用電磁阻尼作用減緩地面對火箭的反沖力。電磁緩沖裝置的主要部件有兩部分:①緩沖滑塊,外部由高強(qiáng)度絕緣材料制成,其內(nèi)部邊緣繞有閉合單匝矩形線圈abcd;②火箭主體,包括絕緣光滑緩沖軌道MN、PQ,緩沖軌道內(nèi)存在穩(wěn)定勻強(qiáng)磁場,方向垂直于整個緩沖軌道平面。當(dāng)緩沖滑塊接觸地面時,滑塊立即停止運動,此后線圈與火箭主體中的磁場相互作用,火箭主體一直做減速運動直至達(dá)到軟著陸要求的速度,從而實現(xiàn)緩沖?,F(xiàn)已知緩沖滑塊豎直向下撞向地面時,火箭主體的速度大小為v0,軟著陸要求的速度不能超過v;4臺電磁緩沖裝置結(jié)構(gòu)相同,如圖所示,為其中一臺電磁緩沖裝置的結(jié)構(gòu)簡圖,線圈的ab邊和cd邊電阻均為R;ad邊和bc邊電阻忽略不計;ab邊長為L,火箭主體質(zhì)量為m,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,重力加速度為g,一切摩擦阻力不計。求:
(1)緩沖滑塊剛停止運動時,流過線圈ab邊的電流;
(2)為了著陸速度不超過v,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值(假設(shè)緩沖軌道足夠長,線圈足夠高);
(3)若火箭主體的速度大小從v0減到v的過程中,經(jīng)歷的時間為t,求該過程中每臺電磁緩沖裝置中產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:84引用:3難度:0.5
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    v
    =
    v
    0
    sin
    2
    π
    T
    t
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