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共点力的平衡
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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
网友投稿 2022-10-22 00:00:00 互联网
◎ 题目
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：
（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
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）
，解得
，解得
（2）根据活塞受力的平衡，
（3）因为E为D与M所带电荷产生的合场强，
是M所带电荷产生的场强大小，所以E=2
，所以
，所以
=
，得
。电源电压
（4）因
减小，
减小，向下的力
减小，
增大，
增大，向上的力
增大，所以活塞向上移动
◎ 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…”主要考查了你对 【共点力的平衡】，【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。
http://www.00-edu.com/html/202210/320117.html
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。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： 
和电源电压U；
，解得
，解得
是M所带电荷产生的场强大小，所以E=2
，所以
，所以
=
，得
。电源电压
减小，
减小，向下的力
减小，
增大，
增大，向上的力
增大，所以活塞向上移动