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  • 1. (2024·贵州模拟) 小红在查阅资料时看到了“嫦娥五号”的月球着落装置设计,她也利用所学知识设计了一个地球着落回收的电磁缓冲装置,其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓返回舱和地面间的冲击力。如图甲所示,在返回舱的底盘安装有均匀对称的台电磁缓冲装置,电磁缓冲结构示意图如图乙所示。在缓冲装置的底板上,沿竖直方向固定着两个光滑绝缘导轨。导轨内侧,安装电磁铁图中未画出 , 能产生垂直于导轨平面的匀强磁场,磁场的磁感应强度为。导轨内的缓冲滑块由高强度绝缘材料制成,滑块上绕有闭合矩形线圈 , 线圈的总电阻为 , 匝数为边长为。假设整个返回舱以速度与地面碰撞后,滑块立即停下,此后在线圈与轨道的磁场作用下使舱体减速,从而实现缓冲。返回舱质量为 , 地球表面的重力加速度为 , 一切摩擦阻力不计,缓冲装置质量忽略不计。

    1. (1) 求滑块的线圈中最大感应电动势的大小;
    2. (2) 若缓冲装置向下移动距离后速度为零,则此过程中每个缓冲线圈中通过的电量和产生的焦耳热各是多少?
    3. (3) 若要使缓冲滑块和返回舱不相碰,且缓冲时间为 , 则缓冲装置中的光滑导轨长度至少多大?

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