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。 |