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4L,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=2L.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μ.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.現(xiàn)在O處固定點電荷+Q,并將帶電小球自d點以初速度v
0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f
m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v
0的最小值.