3.
如图所示,在光滑绝缘的水平面上,有一长为L的绝缘轻杆,可绕固定转轴O在水平面内无摩擦转动,另一端固定一质量为m、电荷量为-q的带电小球,整个装置置于场强为E方向水平向右的匀强电场中,小球受到方向始终与杆垂直的作用力F.从杆与电场方向垂直的图示位置开始计时,杆转过的角度用θ表示,选取转轴O处电势为零.
(1)当杆逆时针转过90°,求小球电势能的变化量;
(2)若杆以角速度ω逆时针匀速转动,求小球电势能最大时所对应的时刻;
(3)若在图示位置给小球向右的初速度v
0,且F=
,求杆逆时针转动过程中小球的最小速度?