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如图,一质量不计,可上下自由移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。筒的侧璧为绝缘体,上底N、下底M及活塞D均为导体并按图连接,活塞面积S=2cm2在电键K断开时,两室中气体压强均为p0= 240Pa,ND 间距l1=1μm,DM间距l2=3μm。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l1ˊ=3μm,DM间距l2ˊ=1μm,活塞D所带电量的绝对值q=SE(式中E为D与M所带电荷产生的合场强,常量=8.85×10-12C2/N·m2)求:
(1)两室中气体的压强(设活塞移动前后气体温度保持不变);
(2)活塞受到的电场力大小F;
(3)M所带电荷产生的场强大小EM和电源电压U;
(4)使滑片P缓慢地由B向A滑动,活塞如何运动,并说明理由。
解:(1)电键未合上时两室中气体压强为P0,设电键合上后,两室中气体压强分别为p1、p2
由玻意耳定律
P0l1S=p1l1'S,
P0l2S=p2l2'S,p2=3p0=3×240=720Pa
(2)活塞受到的气体压强差为△P=P2-P1=720-80=640Pa
活塞在气体压力和电场力作用下处于平衡,电场力F=△pS=640×2×10-4=1.28×10-1N
(3)活塞受到的电场力大小F=qEM 
其中活塞所带电量q=SE,E由D、M所带等量异号电荷共同产生,
根据电场叠加原理,M产生的场强大小

所以F=qEM=2SEM2
6×106V/m
E=2EM=1.2×107V/m
U=El2'=1.2×107×1×10-6=12v
(4)当滑片P由B向A滑动时,DM间场强减小,DN间场强变大,活塞受到向下的电场力减小,电场力与气体压力间的平衡被破坏,活塞向上运动。 
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?静安区二模)如图,一质量不计,可上下自由移动的活塞将理想气体封闭在圆筒内,筒的侧壁为绝缘体,下底M及活塞D均为导体并按图连接,活塞面积S=2cm2.闭合电键前,DM间距l1=5μm,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(D与M间的电场为各自产生的电场的叠加).在电场力作用下活塞D发生移动.稳定后,DM间距l2=4μm,此时安培表读数为0.75A,伏特表读数为2V.
(1)求出活塞受到的电场力大小F(大气压强p0=1.0×105Pa,活塞移动前后气体温度不变);
(2)求出活塞D所带电量q;
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图,一质量不计,可上下移动的活塞将圆筒分为上下两室,两室中分别封有理想气体.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S=2cm2.在电键K断开时,两室中气体压强均为p0=240Pa,ND间距l1=1μm,DM间距l2=3μm.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分别带有等量导种电荷,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l1′=3μm,DM间距l2′=1μm,活塞D所带电量的绝对值q=ε0SE(式中E为D与M所带电荷产生的合场强,常量ε0=8.85×10-12C2/Nm2).求:精英家教网
(1)两室中气体的压强(设活塞移动前后气体温度保持不变);
(2)活塞受到的电场力大小F;
(3)M所带电荷产生的场强大小EM和电源电压U;
(4)使滑片P缓慢地由B向A滑动,活塞如何运动,并说明理由.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图,一质量不计,可上下移动的活塞将圆筒分为上下两室,两室中分别封有理想气体。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S=2cm2。在电键K断开时,两室中气体压强均为p0=240Pa,ND间距l1=1mm,DM间距l2=3mm。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分别带有等量导种电荷,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l1’=3mm,DM间距l2’=1mm,活塞D所带电量的绝对值qe0SE(式中E为D与M所带电荷产生的合场强,常量e0=8.85´10-12C2/Nm2)。求:

(1)两室中气体的压强(设活塞移动前后气体温度保持不变);

(2)活塞受到的电场力大小F

(3)M所带电荷产生的场强大小EM和电源电压U

(4)使滑片P缓慢地由B向A滑动,活塞如何运动,并说明理由。

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科目:高中物理 来源: 题型:

(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。

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科目:高中物理 来源:2010年高考试题(上海卷)解析版 题型:计算题

 如图,一质量不计,可上下移动的活塞将圆筒分为上下两室,两室中分别封有理想气体。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S=2cm2。在电键K断开时,两室中气体压强均为p0=240Pa,ND间距l1=1mm,DM间距l2=3mm。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分别带有等量导种电荷,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l1’=3mm,DM间距l2’=1mm,活塞D所带电量的绝对值qe0SE(式中E为D与M所带电荷产生的合场强,常量e0=8.85´10-12C2/Nm2)。求:

(1)两室中气体的压强(设活塞移动前后气体温度保持不变);

(2)活塞受到的电场力大小F

(3)M所带电荷产生的场强大小EM和电源电压U

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