如图所示,竖直平面内有范围足够大、水平向左的匀强电场,在虚线左侧有垂直纸面向里水平的匀强磁场,磁场的磁感强度大小为B.一粗细均匀的绝缘轨道由两段水平且足够长的直杆PQ、MN和一半径为R的半圆环MAP组成,固定在竖直平面内,半圆环与两直杆的切点P、M恰好在磁场边界线上,轨道的NMAP段光滑,PQ段粗糙,现有一质量为m、带电荷量为+q的绝缘塑料小环套在杆MN上(环的内直径比杆的直径稍大),将小环从M点右侧距离x
0=4R的D点由静止释放,小环刚好能到达P点.试求:
(1)小环所受电场力的大小.
(2)上述过程中小环第一次通过与O点等高的A点时半圆环对小环作用力的大小.
(3)若小环与PQ间动摩擦因数为μ (设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等),现将小环移至M点右侧6R处由静止释放,求小环在整个运动过程中产生的热量.