如圖,一“
”形絕緣導(dǎo)軌豎直放置,處在水平向右的勻強電場中。左邊的半圓弧與水平桿
ab、cd相切于
a、c兩點,兩水平桿的高度差為
h,桿長為4
L,
O為
ad、bc連線的交點,虛線
MN、M′
N′的位置如圖,其中
aM = MM′=
CN = NN′=
L,
M′
b=
N′
d = 2
L。一質(zhì)量為
m,帶電量為-
q的小球穿在桿上。虛線MN左邊的導(dǎo)軌光滑,虛線
MN右邊的導(dǎo)軌與小球之間的動摩擦因數(shù)為
。已知:在
O處沒有固定點電荷+
Q的時候,將帶電小球自
N點由靜止釋放后,小球剛好可到達
a點,F(xiàn)在
O處固定點電荷+
Q,并將帶電小球自d點以初速度
v0向左瞬間推出。結(jié)果小球可沿桿運動到
b點。(靜電力恒量為
k,重力加速度為
g,在運動過程中+Q對-q的電場力始終小于小球的重力)求:
(1)勻強電場的電場強度
E;
(2)運動過程中小球所受摩擦力的最大值
fm和小球經(jīng)過
M′點時的加速度大小
a ;
(3)使小球能夠運動到b點的初速度
v0的最小值。