Question

15．據(jù)國外媒體報道，科學家預計2013年將能發(fā)現(xiàn)真正類似地球的“外星人”地球，這個具有歷史意義的發(fā)現(xiàn)會使人類重新評估所處的宇宙空間．假設(shè)“外星人”的星球是一個均勻帶負電的球體．將一帶負電的粉塵置于該星球表面高h處，粉塵恰好處于懸浮狀態(tài)．現(xiàn)將同樣的帶電粉塵帶到距星球表面2h處無初速度釋放，則此帶電粉塵將（　�。�

• A． 向星球地心方向下落
• B． 被推向太空，遠離星球
• C． 仍在那里懸浮
• D． 沿星球自轉(zhuǎn)的線速度方向飛出

Answer 1

分析 帶負電的粉塵恰能懸浮，是因為重力與電場力大小相等，方向相反．由公式可得：它們除與各自質(zhì)量、電量有關(guān)系外，還與兩者的中心間距有關(guān)，當改變間距時，質(zhì)量與電量沒變，所以平衡條件依舊滿足．

解答 解：將帶電粉塵置于該星球表面h高處，該粉塵恰好處于懸浮狀態(tài)．知萬有引力與靜電力平衡，宇航員又將此粉塵帶至距該星球表面2h高處，由于庫侖力與萬有引力都是與距離的平方成反比，受力平衡與高度無關(guān)，仍然處于懸浮狀態(tài)．
故選：C．

點評 庫侖力和萬有引力二力平衡，并且?guī)靵隽εc萬有引力都是與距離的平方成反比，所以小球的平衡狀態(tài)與高度無關(guān)，這是解本題的關(guān)鍵．