L1、
L2为相互平行的足够长光滑导轨,位于光滑水平面内.一个略长于导轨间距,质量为
M的光滑绝缘细管与导轨垂直放置,细管可在两导轨上左右平动.细管内有一质量为
m、带电量为+
q的小球,小球与
L导轨的距离为
d.开始时小球相对细管速度为零,细管在外力作用下从
P1位置以速度
v0向右匀速运动.垂直平面向里和向外的匀强磁场
I、Ⅱ分别分布在
L1轨道两侧,如图所示,磁感应强度大小均为
B.小球视为质点,忽略小球电量变化.

(1)当细管运动到
L1轨道上
P2处时,小球飞出细管,求此时小球的速度大小;
(2)小球经磁场Ⅱ第一次回到
L1轨道上的位置为
O,求
O和
P2间的距离;
(3)小球回到
L1轨道上
O处时,细管在外力控制下也刚好以速度
v0经过
O点处,小球恰好进入细管.此时撤去作用于细管的外力.以
O点为坐标原点,沿
L1轨道和垂直于
L1轨道建立直角坐标系,如图所示,求小球和细管速度相同时,小球的位置(此时小球未从管中飞出).