Question

（14分）如图，一质量不计，可上下自由活动的活塞将圆筒分为上下两室，两室中分别封闭有理想气体，筒的侧壁为绝缘体，上底N，下底M及活塞D均为导体并按图连接，活塞面积。在电键K断开时，两室中气体压强均为，ND间距，DM间距，将变阻器的滑片P滑到左端B，闭合电键后，活塞D与下底M分别带有等量异种电荷，并各自产生匀强电场，在电场力作用下活塞D发生移动。稳定后，ND间距，DM间距，活塞D所带电量的绝对值(式中E为D与M所带电荷产生的合场强，常量)求：

两室中气体的压强（设活塞移动前后气体温度保持不变）；

活塞受到的电场力大小F；

M所带电荷产生的场强大小和电源电压U;

使滑片P缓慢地由B向A滑动，活塞如何运动，并说明理由。

Answer 1

解析：

（1） 解得P1=80Pa

，解得P2=720Pa

（2）根据活塞受力的平衡，N。

（3）因为E为D与M所带电荷产生的合场强，EM是M所带电荷产生的场强大小，所以E=2EM，所以，所以，得。

电源电压

（4）因减小，减小，向下的力减小，增大，减小，向上的力增大，活塞向上移动。

本题考查电场、电场力，气体等综合知识和分析综合能力。

难度：难。

把电场和气体结合一起，具有新意。