◎ 题目

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q＝e0SE（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。

◎ 答案

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，p1＝p0/3＝80Pa，p0l2S＝p2l2'S，p2＝3p0＝720Pa （2）活塞受到的气体压强差为△p＝p2－p1＝640Pa，活塞在气体压力和电场力作用下处于平衡，电场力F＝△pS＝0.128N （3）活塞受到的电场力大小F＝qEM，其中活塞带电量q＝e0SE，E由D、M所带等量导号电荷共同产生，根据电场叠加原理，M产生的场强大小EM＝E/2 （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，活塞向上移动

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“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…”主要考查了你对  【电场强度的定义式】，【玻意耳定律（等温定律）】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。