如图,M、N是电压
U=10V的平行板电容器两极板,与绝缘水平轨道CF相接,其中CD段光滑,DF段粗糙、长度
x=1.0m。F点紧邻半径为
R的绝缘圆筒(图示为圆筒的横截面),圆筒上开一小孔与圆心O在同一水平面上,圆筒内存在磁感应强度
B=0.5T、方向垂直纸面向里的匀强磁场和方向竖直向下的匀强电场E。一质量
m=0.01kg、电荷量
q=-0.02C的小球a从C点静止释放,运动到
F点时与质量为2m、不带电的静止小球b发生碰撞,碰撞后a球恰好返回D点,b球进入圆筒后在竖直面内做圆周运动。不计空气阻力,小球a、b均视为质点,碰时两球电量平分,小球a在DF段与轨道的动摩因数
μ=0.2,重力加速度大小
g=10m/s
2。求
(1)圆筒内电场强度的大小;
(2)两球碰撞时损失的能量;
(3)若b球进入圆筒后,与筒壁发生弹性碰撞,并从N点射出,则圆筒的半径。
