如图甲所示，两个带电小球A、B质量分别为3m、m，电荷量分别为+2q、-q，用一根长为2L的绝缘杆相连，竖直放置，轻杆可
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（1）在转动的过程中，电场力对A、B均做正功，可知电场力对系统做功为W=2qEL+qEL=3qEL，
则电势能减小量为3qEL．
（2）设轻杆第一次转至水平位置时，小球A、B的速率为v1、v2．
由题意得，v1=v2
在轻杆转动90度的过程中，由动能定理得，
2qEL+qEL+3mgL−mgL＝
1
2×3mv12+
1
2mv22
Eq=mg
解得v1＝v2＝
5
2gL．
（3）设轻杆转过30度时，小球A、B的速率为v1′、v2′，且v1′=v2′
设绝缘木块的速率为v，则：
v=v1′cos30°
在轻杆转过30度的过程中，由动能定理得，
3qELsin30°+2mgL（1-cos30°）=[1/2×3mv1′2+
1
2mv2′2+
1
2Mv2
解得v＝
3(7−2
3)mgL
3M+16m]．
答：（1）轻杆转过90°的过程中，系统电势能的变化量是-3qEL．
（2）当轻杆转过90°时，两个小球的速率是
5
2gL．
（3）绝缘木块的速率是v＝
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