12.
(2024高三下·雅安模拟)
北京时间2023年10月31日8时11分,神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。某课外实践小组根据所学物理知识,为返回舱设计了一种电磁缓冲着陆装置。其原理如图所示,该装置由返回舱、间距为
的平行导轨、产生垂直导轨平面的磁感应强度大小为
的匀强磁场的磁体和“人”字形刚性(忽略形变)线框支架组成,线框
边可沿导轨滑动且接触良好。整个装置竖直着陆到水平地面前瞬间的速度大小为
, 线框接触水平地面立即静止,此后
边与磁场发生相互作用,返回舱一直减速直至达到匀速运动状态,从而实现缓冲。已知返回舱、导轨和磁体固定在一起,总质量为
。返回舱总电阻为
, 线框7条边边长均为
, 每边电阻均为
, 重力加速度为
, 整个运动过程中只有
边在磁场中,线框与水平地面绝缘,不计导轨电阻和一切摩擦阻力,忽略地磁场的影响。