Question

（2009?濟南模擬）宇航員在探測某星球時發現：①該星球帶負電，而且帶電均勻；②該星球表面沒有大氣；③在一次實驗中，宇航員將一個帶電小球（其帶電荷量遠遠小于星球電荷量）置于離星球表面某一高度處無初速釋放，恰好處于懸浮狀態．如果選距星球表面無窮遠處的電勢為零，則根據以上信息可以推斷（　　）

A．小球一定帶正電

B．小球的電勢能一定大于零

C．只改變小球的電荷量，從原高度無初速釋放后，小球仍處于懸浮狀態

D．只改變小球離星球表面的高度，無初速釋放后，小球仍處于懸浮狀態

Answer 1

分析：小球處于受力平衡狀態，說明庫侖力和萬有引力大小相等，所以小球和星球一定是互相排斥的，必定是帶同種電荷，再由庫侖力和萬有引力的公式分析可以改變高度和電荷量后的受力情況．

解答：解：A、小球處于懸浮狀態，一定是庫侖力和萬有引力二力平衡，故小球一定帶負電，小球的電勢能一定大于零；故A錯誤，B正確；
C、只改變電量，庫倫力變化，而萬有引力不變，小球不會再懸浮，故C錯誤；
D、由于庫侖力與萬有引力都是與距離的平方成反比，所以改變小球的高度對庫侖力和萬有引力的二力平衡沒有影響，故D正確．
故選BD．

點評：庫侖力和萬有引力二力平衡，并且庫侖力與萬有引力都是與距離的平方成反比，所以小球的平衡狀態與高度無關，這是解本題的關鍵．