问题详情：
下图是成都市某中学高二学生自行设计的“回旋加速器”。设计方案如下：在绝缘水平桌面上水平固定着内壁光滑的中空绝缘细玻璃圆管道ABCD，其中空内径AA’远小于圆管道直径d（即AC长度为直径d），在ABC半圆区域（包括直径AC）加上水平向左的匀强电场，其电场强度为E；现有一电荷量为q、质量为m（未知）的带正电小球距C点四分之一的圆周B处静止释放。
（1）小球第一次通过D处时对管壁的压力
（2）若玻璃管壁的任意位置的最大承受力均为F（F>mg）；现仅改变电场强度的大小，小球仍从B处静止释放，到达C处时刚好能使玻璃管壁破裂，求所加的水平向左的匀强电场的强度E’ 和此时小球的动能Ek
【回答】
（1）小球第一次通过D处时速度为v1，则
……………………（2分）
在D处有：
………………………（2分）
解得：
………………………………（1分）
由牛顿第三定律得：小球对外管壁压力
，方向从B→D…………………（1分）
（2）小球在管内运动中，在C处压力最大，故小球在C处受到管壁的支持力为F
有：
………………………………（1分）
设小球第N次通过C处时，其管壁破裂，有
………………………………（2分）
此时
…………………………（1分）
联立以上两式解得：
其中N=1.2.3…………………………（1分）
其中N=1.2.3…………………………（1分）
知识点：静电场及其应用单元测试
题型：计算题