如图甲所示,光滑的绝缘细杆水平放置,有孔小球套在杆上,整个装置固定于某一电场中.以杆左端为原点,沿杆向右为

轴正方向建立坐标系.沿杆方向电场强度

随位置

的分布如图乙所示,场强为正表示方向水平向右,场强为负表示方向水平向左.图乙中曲线在

和

范围可看作直线.小球质量

,带电量

.若小球在

处获得一个

的向右初速度,最远可以运动到

处.

(1)求杆上

到

两点间的电势差大小比

;
(2)若小球在

处由静止释放后,开始向左运动,求:
a.加速运动过程中的最大加速度

;
b.向左运动的最大距离
(3)若已知小球在

处以初速度

向左减速运动,速度减为零后文又返

处,所用总时间为

,求小球在

处以初速度

向左运动,再返回到

处所用的时间(小球运动过程中始终末脱离杆).你可能不会计算,但小球向左运动过程中受力特点你并不陌生,请展开联想,通过类比分析得出结果.