15. 如图所示,
PQMN 是竖直面内有一边长为L的正方形区域,区域有竖直向上的匀强电场,场强大小为
E, 在
中还存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为
B,在
PQMN 的左侧有一足够长的粗糙绝细杆,细杆与
PQ在同一水平线上,细杆周围足够长的水平区域存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小可调。细杆的左侧套有一带电荷量为+
q 的小球,现使小球以适当的速度沿杆向右做变速运动,在到达
P点前小球已匀速运动,由
P 点射入
区域后,小球做匀速圆周运动,已知重力加速度为
g(1)若小球恰能从
M点离开电磁场,求小球的质量和小球从
M点离开时速度的大小和方向
(2)若调节细杆周围水平区域匀强磁场的大小,从而改变小球由
P点射入电磁场的速度,使小球最终从
Q点离开电磁场。求细杆周围水平区域匀强磁场的大小
B0及此过程中重力势能变化量的最大值