Question

13．如图所示，A、B两块平行金属板竖直放置，相距为d，在两极之间固定放置一倾角为θ的绝缘斜面；若在A、B两板间加一电压U（U_AB＞0），可使小滑块沿斜面向上做匀速直线运动，求在小滑块与极板碰撞之前，所加电压U的大小，已知小滑轮质量为m，电荷量为+q，与斜面之间的动摩擦因数为μ（μ＜tanθ），小滑块电荷量对电场的隐性忽略不计，重力加速度为g．

Answer 1

分析 滑块沿斜面向上做匀速直线运动，滑块处于平衡状态，对滑块进行受力分析应用平衡条件求出电场强度，然后求出两极板间所加电压．

解答 解：滑块沿斜面向上做匀速直线运动，滑块受力如图所示：
由平衡条件得：mgsinθ+f=qEcosθ，N=mgcosθ+qEsinθ，
滑动摩擦力：f=μN，
解得：E=$\frac{mg（sinθ+μcosθ）}{q（cosθ-μsinθ）}$，
所加电压：U=Ed=$\frac{mgd（sinθ+μcosθ）}{q（cosθ-μsinθ）}$；
答：所加电压U的大小为：$\frac{mgd（sinθ+μcosθ）}{q（cosθ-μsinθ）}$．

点评 本题考查了求极板间的电压，对滑块进行受力分析、应用平衡条件求出电场强度是解题的前提与关键，根据匀强电场场强与电势差的关系可以求出电势差，掌握基础知识可以解题，要注意基础知识的理解与应用．