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  • 1. 如图甲为模拟电磁驱动和电磁刹车的装置半径为r=m、匝数为n=10不计内阻的金属圆形线圈水平放置,线圈内存在竖直向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度B随时间t的变化关系为B=0.1t(T)线圈与水平放置的平行导轨相连,两导轨不计电阻且足够长,间距L=1.0m。现用三根并排固定在一起的导体棒模拟小车,三根导体棒用ab、cd两根绝缘材料固定,相邻导体棒间距d=0.2m,导体棒长度也为L=1.0m,且与导轨垂直,接触良好。导体棒连同固定材料总质量m=10kg,每根导体棒的电阻为r=3.0Ω,该模拟小车在导轨上运动时所受摩擦阻力f=0.2v(N),v为模拟小车运行的速率。求:

    1. (1) 在平行导轨区域加一竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B0=0.6T,t=0时刻,闭合开关S,当模拟小车车速为v=10m/s时,模拟小车的加速度a的大小;该模拟小车能达到的最大速度vm
    2. (2) 当模拟小车以第(1)问中的最大速度vm运行时,某时刻断开开关S,并将平行导轨区域的磁场改为如图乙所示的磁场,导轨间存在矩形匀强磁场区域,区域宽度为d=0.2m,且相邻磁场区域间的距离为2d,匀强磁场的磁感应强度大小为B1=6.0T,方向垂直轨道平面向下,求模拟小车减速向前运动的距离x。(结果保留1位小数)