如圖所示，電源電動勢為ε，內阻為r，滑動變阻器總阻值為3r，間距為d的兩平行金屬板AB、CD豎直放置，閉合電鍵S時，板間電場可視為勻強電場．板間有一長為L的絕緣細輕桿，能繞水平固定轉軸O在豎直面內無摩擦轉動，桿上端固定質量為m、帶電量為+q的金屬小球a，下端固定質量為2m、帶電量為-q的金屬小球b，已知Ob=2Oa，并且q=

2mgd

ε

，兩帶電小球可視為點電荷，不影響勻強電場的分布，兩電荷間相互作用力不計，重力加速度為g．現(xiàn)調節(jié)滑片P使其位于滑動變阻器的中點，閉合電鍵S，待電場穩(wěn)定后：
（1）求兩極板間電場強度E的表達式；
（2）將輕桿從如圖位置順時針轉過θ時（θ＜360°）由靜止釋放，輕桿恰能靜止，求θ；
（3）若將輕桿從如圖位置由靜止釋放，輕桿將繞軸O順時針轉動，求小球a運動的最大速度．

（2013?黃浦區(qū)二模）如圖所示，電源電動勢為ε，內阻為r，滑動變阻器總阻值為3r，間距為d的兩平行金屬板AB、CD豎直放置，閉合電鍵S時，板間電場可視為勻強電場．板間有一長為L的絕緣細輕桿，能繞水平固定轉軸O在豎直面內無摩擦轉動，桿上端固定質量為m、帶電量為+q的金屬小球a，下端固定質量為2m、帶電量為-q的金屬小球b，已知Ob=2Oa，并且q=

2mgd

ε

，兩帶電小球可視為點電荷，不影響勻強電場的分布，兩電荷間相互作用力不計，重力加速度為g．現(xiàn)調節(jié)滑片P使其位于滑動變阻器的中點，閉合電鍵S，待電場穩(wěn)定后：
（1）求兩極板間電場強度E的表達式；
（2）將輕桿從如圖位置順時針轉過θ時（θ＜360°）由靜止釋放，輕桿恰能靜止，求θ；
（3）若將輕桿從如圖位置由靜止釋放，輕桿將繞軸O順時針轉動，求小球a運動的最大速度．

（1）如圖a所示為某一同學測量一量程為3V的直流電壓表的內電阻R_V的電路圖，其中R_V的電阻約為幾千歐，具體實驗步驟如下：

①把滑線變阻器的滑動片P滑到N端，將電阻箱R₀的阻值調到零；
②閉合電鍵S，調節(jié)滑線變阻器的阻值，使電壓表的示數(shù)為3.0V；
③再調節(jié)電阻箱R₀，使電壓表的示數(shù)為1.5V，讀出此時電阻箱R₀的阻值；
④斷開電鍵S，整理好儀器．
a）現(xiàn)有電阻箱：A（0～999.9Ω，0.8A），電阻箱B（0～9999Ω，0.2A）；直流電源：E₁（2V，內阻不計），E₂（6V，內阻不計）．
其中電阻箱應選用（填“A”或“B”），直流電源應選用（填“E₁”或“E₂”）；
b）請根據(jù)圖a，在圖b中用筆畫線代替導線，連接好實物電路；
c）為了提高實驗精確度，所選用的滑線變阻器R的最大阻值應電阻箱R₀的最大阻值．（填“遠大于”或“遠小于”）；
d）若在此實驗中讀出的電阻箱R₀的阻值為3200Ω，則此電壓表的內阻的測量值為Ω，由于系統(tǒng)誤差的存在，測量值比真實值（填“偏大”或“偏小”）．
（2）某同學在實驗室測汽車電熱器在不同電壓下的電功率，此電熱器額定電壓為12V（車用蓄電池輸出的最高直流電壓）．該同學用學生電源代替蓄電池，輸出電壓為16V，導線、開關等已經(jīng)備齊，供選擇的器材有：
A．0～3A電流表     B．0～0.6A電流表             C．0～3V電壓表
D．0～15V電壓表    E．0～10Ω、0.5A滑動變阻器   F．0～10Ω、2A滑動變阻器
該同學測量的數(shù)據(jù)記錄如下：

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合理選擇使用的器材：電流表，電壓表，滑動變阻器（填序號）．
②在圖c方框中畫出合理的電路圖．
③電熱器的額定功率為W．