如图所示,半径为
R的3/4光滑绝缘圆形轨道固定在竖直面内,以圆形轨道的圆心
O为坐标原点,沿水平直径方向建立
X轴,竖直方向建立Y轴.Y轴右侧存在竖直向下范围足够大的匀强电场,电场强度大小为

,第二象限存在匀强电场
E2 (方向与大小均未知).不带电的绝缘小球
a质量为
M,带电量为+
q的小球
b质量为
m ,
a球从与圆心等高的轨道A处由静止开始沿轨道下滑,与静止于轨道最低点的
b球正碰,碰撞后
b球恰好能通过轨道最高点C,并落回轨道A处,小球落回A处时的速度大小与小球离开最高点C时速度大小相等,重力加速度为
g,小球
b的电量始终保持不变.试求:

(1) 第一次碰撞结束后,小球
a的速度大小;
(2) 第二象限中电场强度
E2的大小和方向;
(3) 小球
b从B点运动到
A点的过程中电势能的变化量.