4R a

所以x=v′2t=

10

×

4×0.5 5

=2m
（3）在上述（2）中，令F_N≥0，即有
m2

v 22

R

-5m2g+

5

2

qE≥0
E≥

2m2(g- v 22 5R )

q

=

2×3×10-2×(10- 20 5×0.5 )

2×10-4

=600V/m
又由题设有：qE≤m₂g
E≤

m2g

q

=

3×10-2×10

2×10-4

=1.5×103V/m
故满足题目要求的场强E大小的取值范围是：
0.6×10³≤E≤1.5×10³V/m
电势能变化量△E与场强E的关系图象如图：
答：（1）碰撞后瞬间小球2的速度v₂的大小为2

5

m/s；
（2）小球2经过C点时，轨道对它的压力F_N的大小为0.45N，它第一次落到轨道AB上的位置距B点的距离x为2m；
（3）场强E的取值范围为：0.6×10³≤E≤1.5×10³V/m；
小球2由B点沿轨道运动至C点的过程中，其电势能变化量△E_P与场强E的关系图象如图所示．

◎ 解析