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  • 1. (2024高三下·中山模拟) 汽车的减震器可以有效抑制车辆振动。某同学设计了一个利用电磁阻尼的减震器,在振子速度较大时用安培力减震,速度较小时用弹簧减震,其简化的原理如图所示。匀强磁场宽度为 , 磁感应强度 , 方向垂直于水平面。一轻弹簧处于水平原长状态垂直于磁场边界放置,右端固定,左端恰与磁场右边界平齐,劲度系数为。一宽为 , 足够长的单匝矩形硬金属线框固定在一小车上图中未画出小车 , 右端与小车右端平齐,二者的总质量为 , 线框电阻为。使小车带着线框以的速度沿光滑水平面,垂直磁场边界正对弹簧向右运动,边向右穿过磁场区域后小车开始压缩弹簧,弹簧始终在弹性限度内。

    1. (1) 求线框刚进入磁场左边界时,小车的加速度大小;
    2. (2) 求小车向右运动过程中线框中产生的焦耳热和弹簧的最大压缩量;
    3. (3) 通过增加线框的匝数质量的增加量忽略不计可以增大安培力作用。若匝数增为 , 小车的初速度增为 , 小车最终能停下来并保持静止吗?若能,求停下来并保持静止的位置;若不能,求小车最终的速度大小。

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