如图所示,一绝缘轻绳绕过无摩擦的两轻质小定滑轮O
1、O
2,一端与质量
m=0.2kg的带正电小环
P连接,且小环套在绝缘的均匀光滑直杆上(环的直径略大于杆的截面直径),已知小环
P带电
q=4×10
-5C,另一端加一恒定的力
F=4N。已知直杆下端有一固定转动轴O,上端靠在光滑竖直墙上的A处,其质量
M=1kg,长度
L=1m,杆与水平面的夹角为
θ=53
0,直杆上
C点与定滑轮在同一高度,杆上CO=0.8m,滑轮O
1在杆中点的正上方,整个装置在同一竖直平面内,处于竖直向下的大小
E=5×10
4N/C的匀强电场中。现将小环
P从
C点由静止释放,求:(取
g=10m/s
2)

(1)刚释放小环时,竖直墙A处对杆的弹力大小;
(2)下滑过程中小环能达到的最大速度;
(3)若仅把电场方向反向,其他条件都不变,则环运动过程中电势能变化的最大值。