13. 如图所示为一质量为
m的动车电磁刹车装置的原理图。动车底部固定三个相同的、水平放置的正方形金属线圈,每个线圈的匝数均为
N,边长均为
L,电阻均为
R,相邻的两线圈之间的间隔均为
L。动车刹车时,在其行驶区域内会产生磁感应强度大小为
B、方向竖直向上的匀强磁场,磁场区域与无磁场区域间隔排列,每个磁场区域的宽度均为
L,无磁场区域的宽度均为2
L。以速度
匀速行驶的动车刹车时,撤去动车的动力,动车从开始刹车到停下来行驶的距离为60
L。刹车过程中,机械阻力始终为车重的0.1倍;空气阻力始终为所有线圈受到的安培力的0.1倍。已知重力加速度大小为
g,求:
(1)线圈1从开始进入一磁场区域到完全进入该磁场区域的过程中,通过线圈1导线某横截面的电荷量
;
(2)整个刹车过程中,三个线圈总共产生的焦耳热
Q;
(3)整个刹车过程所用的时间
t。