运用电磁感应可以测量运动物体的速度.当固定着线圈的小车进入磁场时,根据线圈切割磁感线产生的感应电流大小,可以间接测量出小车的速度.如图所示,水平地面上方存在有边界的水平匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里、磁感应强度大小
B.电阻为
R的矩形单匝线圈
MNPQ固定在小车
A上,其中
MN边水平,
NP边竖直,高度为
L,小车
A和线圈的总质量为
m.小车载着线圈在光滑水平面上一起以初速度
v0(未知)做匀速运动,与另一辆停在磁场边界处且质量也为
m的小车
C发生碰撞,碰后立刻粘在一起,随后进入匀强磁场,刚进入磁场时线圈中感应电流为
I,小车
A完全进入磁场时的速度为
v1.已知小车由绝缘材料做成,小车长度与线圈
MN边长度相同.求:

(1)线圈中感应电流的方向和小车
A的初速度
v0的大小;
(2)小车
A进入磁场的过程中线圈产生的焦耳热
Q;
(3)小车
A进入磁场过程中通过线圈横截面的电荷量
q.