一种测量物体质量的装置,其结构如图甲、乙所示,磁极间存在着磁感应强度大小为
B=0.5T的匀强磁场.边长
L=0.1m
、匝数
n=100匝的正方形线圈
abcd套于中心磁极并固定在托盘骨架上,总质量
m0="1kg." 线圈左右两边处于磁场中,与一数字式电量表(图上未画出)连接成一个回路,回路总电阻为
R=10Ω.托盘下方和磁极之间固定一劲度系数为
k=10N/cm的轻弹簧.在某次测量中,一物体从轻放到托盘上到最终静止的过程中流过电量表的净电量为
q=0.02C,不计摩擦和空气阻力
,
g取10m/s
2.


(1)当托盘向下运动的速度为
v=0.1m/s时,求此时线圈中感应电流的大小和方向;
(2)求该物体的质量;
(3)测量中弹簧增加的弹性势能为
ΔEP=0.2J,求回路产生的焦耳热
Q.