Question

如圖1所示，兩個質(zhì)量均為m的完全相同的金屬球殼a與b，其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，將它們固定于絕緣支座上，兩球心間的距離l為球半徑的3倍.若使它們帶上等量異種電荷，使其電荷量的絕對值均為Q，那么，a、b兩球之間的萬有引力F₁、庫侖力F₂分別滿足（　　）

圖1

A.                    B.

C.                    D.

Answer 1

解析：因庫侖定律只適用于可看作點電荷的帶電體，而本題中由于a、b兩球所帶的異種電荷相互吸引，使它們各自的電荷分布不均勻，即相互靠近的一側(cè)電荷分布比較密集，又因兩球心間的距離l只有其半徑r的3倍，不滿足l＞＞r的要求，故不能將兩帶電球殼看成點電荷，所以不能應(yīng)用庫侖定律.

萬有引力定律適用于兩個可看成質(zhì)點的物體，雖然兩球心間的距離l只有其半徑r的3倍，但由于其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，兩球殼可看作質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點.因此，可以應(yīng)用萬有引力定律.故只有選項D正確.

答案：D