Question

狄拉克曾經(jīng)預(yù)言，自然界應(yīng)該存在只有一個磁極的磁單極子，其周圍磁感線呈均勻輻射狀分布（如圖甲所示），距離它r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=

k

r2

（k為常數(shù)），其磁場分布與負(fù)點(diǎn)電荷Q的電場（如圖乙所示）分布相似．現(xiàn)假設(shè)磁單極子S和負(fù)點(diǎn)電荷Q均固定，有帶電小球分別在S極和Q附近做勻速圓周運(yùn)動．則關(guān)于小球做勻速圓周運(yùn)動的判斷正確的是（　�。�

A．若小球帶正電，其運(yùn)動軌跡平面可在S的正上方，如圖甲所示

B．若小球帶正電，其運(yùn)動軌跡平面可在Q的正下方，如圖乙所示

C．若小球帶負(fù)電，其運(yùn)動軌跡平面可在S的正上方，如圖甲所示

D．若小球帶負(fù)電，其運(yùn)動軌跡平面可在Q的正下方，如圖乙所示

Answer 1

分析：粒子在磁場中受洛侖茲力及本身的重力做勻速圓周運(yùn)動，故它們的合力應(yīng)充當(dāng)向心力；則分析甲圖可得出正確的結(jié)果；而在點(diǎn)電荷周圍粒子要做勻速圓周運(yùn)動，則電場力與重力的合力應(yīng)充當(dāng)向心．

解答：解：要使粒子能做勻速圓周運(yùn)動，則洛侖茲力與重力的合力應(yīng)能充當(dāng)向心力；在甲圖中，若粒子為正電荷且逆時(shí)針轉(zhuǎn)動（由上向下看）則其受力斜向上，與重力的合力可以指向圓心，故A正確；而若為負(fù)電荷，但順時(shí)針轉(zhuǎn)動，同理可知，合力也可以充當(dāng)向心力，故C正確；
Q帶負(fù)電，則正電荷在圖示位置各點(diǎn)受到的電場力指向Q，則電場力與重力的合力可能充當(dāng)向心力，故B正確；
但若小球帶負(fù)電，則小球受電場力逆著電場線，故其與重力的合力向下，合力不能全部提供向心力，故不會做勻速圓周運(yùn)動，故D錯誤；
故選ABC．

點(diǎn)評：本題巧妙地將電場和磁場相結(jié)合，考查了向心力、庫侖力及洛侖茲力方向的判斷問題，對學(xué)生要求較高．