如图所示,平面直角坐标系
位于竖直平面内,倾斜光滑直轨道
与
y轴正方向夹角为
, 轨道
与水平轨道
及半径为
R的竖直光滑圆管之间均平滑连接,圆管对应的圆心角为
, 其所在圆
分别与
x轴和
y轴相切于
B点和
C点。已知第二象限内有方向竖直向下、大小为
的匀强电场,第一象限内,
的区域内有水平向右的匀强电场,其中
区域内场强大小为
区域内场强大小为
。质量为
m、电荷量为
q的带正电小球(可视为质点)从到
O点距离为
R的
Q点由静止释放,经水平轨道
进入圆管内。小球与水平轨道
之间的动摩擦因数为
, 其余摩擦不计,所有轨道均为绝缘轨道,轨道的直径远小于所在圆的直径,小球所带电荷量不损失,进入和飞出管道时无能量损失,重力加速度为
g。求: