Question

宇航员在探测某星球时发现：①该星球带负电，而且带电均匀；②该星球表面没有大气；③在一次实验中，宇航员将一个带电小球（其带电量远远小于星球电量）置于离星球表面某一高度处无初速释放，恰好处于悬浮状态．如果选距星球表面无穷远处的电势为零，则根据以上信息可以推断（　　）

A．小球一定带正电

B．小球的电势能一定小于零

C．只改变小球的电量，从原高度无初速释放后，小球仍处于悬浮状态

D．只改变小球离星球表面的高度，无初速释放后，小球仍处于悬浮状态

Answer 1

分析：小球处于受力平衡状态，说明库仑力和万有引力大小相等，所以小球和星球一定是互相排斥的，必定是带同种电荷，再由库仑力和万有引力的公式分析可以改变高度和电荷量后的受力情况．

解答：解：小球处于悬浮状态，一定是库仑力和万有引力二力平衡，故小球一定带负电，小球的电势能一定大于零；只改变电量，库伦力变化，而万有引力不变，小球不会再悬浮；又由于库仑力与万有引力都是与距离的平方成反比，所以改变小球的高度对库仑力和万有引力的二力平衡没有影响，由以上分析可知只有D正确．
故选D．

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．