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  • 1. (2024高三下·佛山模拟)  据报道,2023年11月福建号航母成功完成了舰载电磁弹射实验,电磁弹射是利用运动磁场对闭合线圈的电磁力来驱动物体运动的。如图所示是某个电磁驱动的模拟场景,水平面上等距分布着宽度和间距都为L = 0.2m的有界匀强磁场,磁场方向竖直向上。通过控制使整个磁场以v0 = 20m/s的速度水平向右匀速运动。两个放在水平面上的导线框ab , 表面绝缘,它们的质量均为m = 0.2kg、边长均为L = 0.2m、电阻均为R = 1Ω,与水平面间的动摩擦因数分别为μ1 = 0.2、μ2 = 0.4。两线框在如图位置静止释放,b恰能保持静止,a在安培力驱动下向右运动,然后与b发生弹性碰撞。已知a在与b碰撞前已达到最大速度,忽略ab产生的磁场,以及运动磁场的电磁辐射效应,重力加速度g取10m/s2。试求:

    1. (1) 磁感应强度B的大小;
    2. (2) 导线框ab碰撞前的最大速度和首次碰撞后ab速度的大小;
    3. (3) 首次碰撞后ab相距最远瞬间,a的速度为多大?若首次碰撞后到两者相距最远用时t = 3.5s,且在这段时间内a移动的距离Sa = 9.7m,则在这段时间内b的位移为多大?

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