如图所示,虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图,其主要部件为缓冲滑块
K和质量为
m=100kg的缓冲车厢。在缓冲车的底板上,沿车的轴线固定着两个光滑水平绝缘导轨
PQ、
MN.缓冲车的底部,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
B=0.2
T。导轨内的缓冲滑块
K由高强度绝缘材料制成,滑块
K上绕有闭合矩形线圈
abcd,线圈的总电阻为
R=10
Ω,匝数
n=500,
ab边长为
L=1
m。假设缓冲车以速度
v0=5
m/s与障碍物
C碰撞后,滑块
K立即停下,此后线圈与轨道间的磁场作用力使车厢做减速运动,从而达到缓冲效果,一切摩擦阻力不计。

求:(1)求滑块
K的线圈中最大感应电动势的大小;
(2)若缓冲车厢向前移动距离0.5
m后速度为零,则此过程线圈
abcd中通过的电量和产生的焦耳热各是多少?
(3)若缓冲车以某一速度
v1(未知)与障碍物
C碰撞后,滑块
K立即停下,缓冲车厢所受的最大水平磁场力为
Fm=10
4N。缓冲车在滑块
K停下后,其速度
v随位移
x的变化规律满足:

.要使导轨右端不碰到障碍物,则缓冲车与障碍物
C碰撞前,导轨右端与滑块
K的
cd边距离至少多大?