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  • 1. (2023·浙江) 某兴趣小组设计了一种火箭落停装置,简化原理如图所示,它由两根竖直导轨、承载火箭装置(简化为与火箭绝缘的导电杆MN)和装置A组成,并形成团合回路。装置A能自动调节其输出电压确保回路电流I恒定,方向如图所示。导轨长度远大于导轨间距,不论导电杆运动到什么位置,电流I在导电杆以上空间产生的磁场近似为零,在导电杆所在处产生的磁场近似为匀强磁场,大小(其中k为常量),方向垂直导轨平面向里;在导电杆以下的两导轨间产生的磁场近似为匀强磁场,大小 , 方向与B1相同。火箭无动力下降到导轨顶端时与导电杆粘接,以速度v0进入导轨,到达绝缘停靠平台时速度恰好为零,完成火箭落停。已知火箭与导电杆的总质量为M , 导轨间距 , 导电杆电阻为R。导电杆与导轨保持良好接触滑行,不计空气阻力和摩擦力,不计导轨电阻和装置A的内阻。在火箭落停过程中,

    1. (1) 求导电杆所受安培力的大小F和运动的距离L
    2. (2) 求回路感应电动势E与运动时间t的关系;
    3. (3) 求装置A输出电压U与运动时间t的关系和输出的能量W
    4. (4) 若R的阻值视为0,装置A用于回收能量,给出装置A可回收能量的来源和大小。

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