15.
(2022高三上·沈阳月考)
如图,在竖直平面内,一半径为
的光滑圆弧绝缘轨道
和光滑水平绝缘轨道
在A点相切,
为直径,
为圆心,
和
之间的夹角为α,
。在I象限(含x、y轴)有水平向右的匀强电场
, 在II象限(不含y轴)有竖直向上的匀强电场
和垂直于纸面向里的矩形区域的匀强磁场B(未画出)。有一质量为m、电量为
的金属a球由坐标原点O由静止释放,运动到A点与静止在圆弧最低点的质量也为m、不带电的金属b球(穿在圆弧轨道上)发生弹性碰撞(系统无机械能损失)。已知
, 大小相等的a、b球,可视为点电荷,接触后电荷均分,重力加速度g取
, 不计a、b球间的静电力。求: