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＝，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。

    如题24图所示，电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器全电阻为R，且R=3r．间距为d的两平行金属板AB、CD竖直放置，闭合开关S，板间电场视为匀强电场．板间有一长为L的绝缘细轻杆，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M，杆下端固定质量为2m带电量为-q的金属小球N，已知ON=2OM，并且，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，取重力加速度为g。现调节滑片P使其处于滑动变阻器中点，闭合电键S，待电场稳定后讨论以下问题。求：

   （1）两板间电压U

   （2）若将绝缘细轻杆从图示竖直位置由静止开始释放，轻杆将绕转轴O顺时针转动，试求小球M运动的最大速度．（用g、L表示）