3.為研究均勻帶正電球體A周圍靜電場(chǎng)的性質(zhì),某同學(xué)在干燥的環(huán)境中先將球體A放在靈敏電子秤的絕緣托盤上,如圖甲所示,此時(shí)電子秤的示數(shù)為F
1;再將另一個(gè)質(zhì)量為m的小球B用絕緣細(xì)線懸掛在絕緣支架上,使其位于球體A的正上方P點(diǎn),電子秤穩(wěn)定時(shí)的示數(shù)減小為F
2。緩慢拉動(dòng)絕緣細(xì)線,使小球B從P點(diǎn)沿豎直方向逐漸上升到Q點(diǎn),用刻度尺測(cè)出P點(diǎn)正上方不同位置到P點(diǎn)的距離x,并采取上述方法確定該位置對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E,然后作出E-x圖像,如圖乙所示,x軸上每小格代表的距離均為x
0,已知絕緣細(xì)線上Q點(diǎn)到P點(diǎn)的距離為10x
0,小球B所帶電荷量為-q,且q遠(yuǎn)小于球體A所帶的電荷量,球體A與小球B之間的距離遠(yuǎn)大于兩球的半徑,忽略空氣阻力的影響,已知重力加速度為g。
(1)求圖乙中E
0的值;
(2)求PQ兩點(diǎn)間的電勢(shì)差;
(3)實(shí)驗(yàn)過程中,當(dāng)小球B位于Q點(diǎn)時(shí),剪掉細(xì)線,小球B將由靜止開始運(yùn)動(dòng),估算小球B落回到P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能。