Question

19．2015年8月28日，美国6位科学家模拟太空旅行，将在“火星”待1年．他们的目标是：为人类在火星生活做准备．假设火星是一个均匀带负电的球体．将一带负电的粉尘置于该星球表面高h处，粉尘恰好处于悬浮状态．现将同样的带电粉尘带到距星球表面2h处无初速度释放，则此带电粉尘将（　　）

• A． 向星球地心方向下落
• B． 被推向太空，远离星球
• C． 仍在那里悬浮
• D． 沿星球自转的线速度方向飞出

Answer 1

分析 带负电的粉尘恰能悬浮，是因为重力与电场力大小相等，方向相反．由公式可得：它们除与各自质量、电量有关系外，还与两者的中心间距有关，当改变间距时，质量与电量没变，结合万有引力定律个库仑定律即可正确解答．

解答 解：将带电粉尘置于该星球表面h高处，该粉尘恰好处于悬浮状态．知万有引力与静电力平衡，宇航员又将此粉尘带至距该星球表面2h高处，由于库仑力${F}_{q}=\frac{kQq}{{r}^{2}}$与万有引力${F}_{G}=\frac{GMm}{{r}^{2}}$，都是与距离的平方成反比，受力平衡与高度无关，仍然处于悬浮状态．
故选：C

点评 库仑力和万有引力二力平衡，并且库仑力与万有引力都是与距离的平方成反比，所以小球的平衡状态与高度无关，这是解本题的关键．