Question

（14分）如圖，一質(zhì)量不計(jì)，可上下自由活動(dòng)的活塞將圓筒分為上下兩室，兩室中分別封閉有理想氣體，筒的側(cè)壁為絕緣體，上底N，下底M及活塞D均為導(dǎo)體并按圖連接，活塞面積。在電鍵K斷開時(shí)，兩室中氣體壓強(qiáng)均為，ND間距，DM間距，將變阻器的滑片P滑到左端B，閉合電鍵后，活塞D與下底M分別帶有等量異種電荷，并各自產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)，在電場(chǎng)力作用下活塞D發(fā)生移動(dòng)。穩(wěn)定后，ND間距，DM間距，活塞D所帶電量的絕對(duì)值(式中E為D與M所帶電荷產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)，常量)求：

兩室中氣體的壓強(qiáng)（設(shè)活塞移動(dòng)前后氣體溫度保持不變）；

活塞受到的電場(chǎng)力大小F；

M所帶電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小和電源電壓U;

使滑片P緩慢地由B向A滑動(dòng)，活塞如何運(yùn)動(dòng)，并說(shuō)明理由。

Answer 1

解析：

（1） 解得P1=80Pa

，解得P2=720Pa

（2）根據(jù)活塞受力的平衡，N。

（3）因?yàn)镋為D與M所帶電荷產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)，EM是M所帶電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小，所以E=2EM，所以，所以，得。

電源電壓

（4）因減小，減小，向下的力減小，增大，減小，向上的力增大，活塞向上移動(dòng)。

本題考查電場(chǎng)、電場(chǎng)力，氣體等綜合知識(shí)和分析綜合能力。

難度：難。

把電場(chǎng)和氣體結(jié)合一起，具有新意。