如图甲,一粗糙绝缘水平面上有两个质量均为m的小滑块A和B,其电荷量分别为q(q>0)和-q。A右端固定有轻质绝缘弹簧,弹簧处于原长。整个空间存在水平向右、场强大小为E的匀强电场。A、B与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,其大小均为2qE。t=0时,A以初速度v
0向右运动,B处于静止状态。滑块A运动的v-t图像如图乙所示,在t
1时刻,速度为
。并且为图线中速度的最小值,此时弹簧未与B相碰;在t
2时刻,A的速度
, 在t
3时刻,A的速度达到最大,此时
, 弹簧的弹力大小为3qE,t
1、t
2、t
3均为未知量。在运动过程中,A、B处在同一直线上,A、B的电荷量始终保持不变且可看作点电荷,静电力常量为k;B与弹簧接触瞬间没有机械能损失,弹簧始终在弹性限度内。当A、B的间距为r时,其电势能为
, 求:
(1)t1时刻A与B之间的距离;
(2)t2时刻B的速度;
(3)t1~t3时间内,弹簧弹性势能的增量。