如图所示，电源电动势为ε，内阻为r，滑动变阻器总阻值为3r，间距为d的两平行金属板AB、CD竖直放置，闭合电键S时，板间电场可视为匀强电场．板间有一长为L的绝缘细轻杆，能绕水平固定转轴O在竖直面内无摩擦转动，杆上端固定质量为m、带电量为+q的金属小球a，下端固定质量为2m、带电量为-q的金属小球b，已知Ob=2Oa，并且q=

2mgd

ε

，两带电小球可视为点电荷，不影响匀强电场的分布，两电荷间相互作用力不计，重力加速度为g．现调节滑片P使其位于滑动变阻器的中点，闭合电键S，待电场稳定后：
（1）求两极板间电场强度E的表达式；
（2）将轻杆从如图位置顺时针转过θ时（θ＜360°）由静止释放，轻杆恰能静止，求θ；
（3）若将轻杆从如图位置由静止释放，轻杆将绕轴O顺时针转动，求小球a运动的最大速度．

（2013?黄浦区二模）如图所示，电源电动势为ε，内阻为r，滑动变阻器总阻值为3r，间距为d的两平行金属板AB、CD竖直放置，闭合电键S时，板间电场可视为匀强电场．板间有一长为L的绝缘细轻杆，能绕水平固定转轴O在竖直面内无摩擦转动，杆上端固定质量为m、带电量为+q的金属小球a，下端固定质量为2m、带电量为-q的金属小球b，已知Ob=2Oa，并且q=

2mgd

ε

，两带电小球可视为点电荷，不影响匀强电场的分布，两电荷间相互作用力不计，重力加速度为g．现调节滑片P使其位于滑动变阻器的中点，闭合电键S，待电场稳定后：
（1）求两极板间电场强度E的表达式；
（2）将轻杆从如图位置顺时针转过θ时（θ＜360°）由静止释放，轻杆恰能静止，求θ；
（3）若将轻杆从如图位置由静止释放，轻杆将绕轴O顺时针转动，求小球a运动的最大速度．

（1）如图a所示为某一同学测量一量程为3V的直流电压表的内电阻R_V的电路图，其中R_V的电阻约为几千欧，具体实验步骤如下：

①把滑线变阻器的滑动片P滑到N端，将电阻箱R₀的阻值调到零；
②闭合电键S，调节滑线变阻器的阻值，使电压表的示数为3.0V；
③再调节电阻箱R₀，使电压表的示数为1.5V，读出此时电阻箱R₀的阻值；
④断开电键S，整理好仪器．
a）现有电阻箱：A（0～999.9Ω，0.8A），电阻箱B（0～9999Ω，0.2A）；直流电源：E₁（2V，内阻不计），E₂（6V，内阻不计）．
其中电阻箱应选用（填“A”或“B”），直流电源应选用（填“E₁”或“E₂”）；
b）请根据图a，在图b中用笔画线代替导线，连接好实物电路；
c）为了提高实验精确度，所选用的滑线变阻器R的最大阻值应电阻箱R₀的最大阻值．（填“远大于”或“远小于”）；
d）若在此实验中读出的电阻箱R₀的阻值为3200Ω，则此电压表的内阻的测量值为Ω，由于系统误差的存在，测量值比真实值（填“偏大”或“偏小”）．
（2）某同学在实验室测汽车电热器在不同电压下的电功率，此电热器额定电压为12V（车用蓄电池输出的最高直流电压）．该同学用学生电源代替蓄电池，输出电压为16V，导线、开关等已经备齐，供选择的器材有：
A．0～3A电流表     B．0～0.6A电流表             C．0～3V电压表
D．0～15V电压表    E．0～10Ω、0.5A滑动变阻器   F．0～10Ω、2A滑动变阻器
该同学测量的数据记录如下：

U/V	2.4	3.0	5.0	8.0	10.0	12.0
I/A	0.15	0.20	0.30	0.40	0.45	0.50

①合理选择使用的器材：电流表，电压表，滑动变阻器（填序号）．
②在图c方框中画出合理的电路图．
③电热器的额定功率为W．