如图所示，在倾角θ＝37°的绝缘斜面所在空间存在着竖直向上的匀强电场，场强E＝4．0×103 N/C，在斜面底端有一与斜面垂直的绝缘弹性挡板．质量m＝0．20 kg的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下，滑到斜面底端与挡板相碰后以碰前的速率返回．已知斜面的高度h＝0．24 m，滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝0．30，滑块带电荷q＝－5．0×10－4 C．取重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0．60，cos 37°＝0．80．求：

　　(1)滑块从斜面最高点滑到斜面底端时的速度大小；

　　(2)滑块被挡板弹回能够沿斜面上升的最大高度；

　　(3)滑块从开始运动到停下来的整个过程中产生的热量Q．(计算结果保留2位有效数字)

　　[解析]　(1)滑块沿斜面滑下的过程中，受到的滑动摩擦力为Ff＝μ(mg＋|q|E)cos 37°，设到达斜面底端时的速度为v1，根据动能定理

　　(mg＋|q|E)h－Ff＝mv－0，

　　解得v1＝2．4 m/s．

　　(2)设滑块第一次与挡板碰撞后沿斜面返回上升的最大高度为h1，根据动能定理

　　－(mg＋|q|E)h1－Ff＝0－mv，解得h1≈0．10 m．

　　(3)滑块最终将静止在斜面底端，因此重力势能和电势能的减少量等于克服摩擦力做的功，即等于产生的热量

　　Q＝(mg＋|q|E)h＝0．96 J．

　　[答案]　(1)2．4 m/s　(2)0．10 m　(3)0．96 J

　　处理与电场有关的功和能问题的两种方法

　　(1)用动能定理处理，应注意

　　①明确研究对象、研究过程．

　　②分析物体在所研究过程中的受力情况，弄清哪些力做功，做正功还是负功．

　　③弄清所研究过程的初、末状态．

　　(2)应用能量守恒定律时，应注意

　　①明确研究对象和研究过程及有哪几种形式的能参与了转化．

②弄清所研究过程的初、末状态．