(14分)如图,一质量不计,可上下自由一点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所带电流的绝对值
(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。