15.
(2023高三上·南山开学考)
超级高铁(Pneumatic。Tubes)是一种以“真空钢管运输”为理论核心的交通工具,具有超高速、高安全、低能耗、噪声小、污染小等特点,2017年8月中国航天科工公司启动时速1000千米的“高速飞行列车”研发项目,后续还将研制最大运行速度2000千米和4000千米的超级高速列车,如图甲是中国超级高铁模型效果图;在管道中固定着两根水平的平行导轨
和
, 两导轨间距为
, 图乙是超级高铁列车的纵向截面图,截面是半径为R的圆,列车总质量为M,在列车底盘上固定有长为
、宽为R的矩形金属线框
, 线框单位长度的电阻为r。管道内依次分布着磁感应强度大小均为B、宽度均为R且方向垂直导轨平面的匀强磁场,且相邻区域磁场方向相反,当列车进站时,列车以速度
从图丙所示位置开始减速,管道内稀薄空气阻力及与轨道间摩擦均可忽略不计,重力加速度为g,
,
, 求: