33.
(2023·淮北模拟)
舰载机电磁弹射是现在航母最先进的弹射技术,我国在这一领域已达到世界先进水平。某同学自己设计了一个如图甲所示的电磁弹射系统模型。该弹射系统工作原理如图乙所示,用于推动模型飞机的动子(图中未画出)与线圈绝缘并固定,线圈带动动子,可以水平导轨上无摩擦滑动。线圈位于导轨间的辐向磁场中,其所在处的磁感应强度大小均为

。开关

与1接通,恒流源与线圈连接,动子从静止开始推动飞机加速,飞机达到起飞速度时与动子脱离;此时

掷向2接通定值电阻

, 同时对动子施加一个回撤力

, 在

时刻撤去力

, 最终动子恰好返回初始位置停下。若动子从静止开始至返回过程的

图像如图丙所示。已知模型飞机起飞速度

,

,

, 线圈匝数

匝,每匝周长

, 动子和线圈的总质量

, 线圈的电阻

,

,

, 不计空气阻力和飞机起飞对动子运动速度的影响,求:


