如圖1所示,兩個(gè)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(duì)值均為Q,那么,a、b兩球之間的萬(wàn)有引力F1、庫(kù)侖力F2分別滿足(  )

圖1

A.                    B.

C.                    D.

解析:因庫(kù)侖定律只適用于可看作點(diǎn)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(diǎn)電荷,所以不能應(yīng)用庫(kù)侖定律.

萬(wàn)有引力定律適用于兩個(gè)可看成質(zhì)點(diǎn)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(diǎn).因此,可以應(yīng)用萬(wàn)有引力定律.故只有選項(xiàng)D正確.

答案:D

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