Question

13．如圖所示，A、B兩塊平行金屬板豎直放置，相距為d，在兩極之間固定放置一傾角為θ的絕緣斜面；若在A、B兩板間加一電壓U（U_AB＞0），可使小滑塊沿斜面向上做勻速直線運動，求在小滑塊與極板碰撞之前，所加電壓U的大小，已知小滑輪質量為m，電荷量為+q，與斜面之間的動摩擦因數為μ（μ＜tanθ），小滑塊電荷量對電場的隱性忽略不計，重力加速度為g．

Answer 1

分析 滑塊沿斜面向上做勻速直線運動，滑塊處于平衡狀態，對滑塊進行受力分析應用平衡條件求出電場強度，然后求出兩極板間所加電壓．

解答 解：滑塊沿斜面向上做勻速直線運動，滑塊受力如圖所示：
由平衡條件得：mgsinθ+f=qEcosθ，N=mgcosθ+qEsinθ，
滑動摩擦力：f=μN，
解得：E=$\frac{mg（sinθ+μcosθ）}{q（cosθ-μsinθ）}$，
所加電壓：U=Ed=$\frac{mgd（sinθ+μcosθ）}{q（cosθ-μsinθ）}$；
答：所加電壓U的大小為：$\frac{mgd（sinθ+μcosθ）}{q（cosθ-μsinθ）}$．

點評 本題考查了求極板間的電壓，對滑塊進行受力分析、應用平衡條件求出電場強度是解題的前提與關鍵，根據勻強電場場強與電勢差的關系可以求出電勢差，掌握基礎知識可以解題，要注意基礎知識的理解與應用．