1932年，著名的英國物理學(xué)家狄拉克，從理論上預(yù)言磁單極子是可以獨(dú)立存在的。他認(rèn)為：“既然電有基本電荷——電子存在，磁也應(yīng)該有基本磁荷——磁單極子存在�！奔僭O(shè)在真空玻璃盒內(nèi)有一固定于地面上空附近的S極磁單極子，其磁場(chǎng)分布與負(fù)電荷電場(chǎng)分布相似，周圍磁感線呈均勻輻射式分布，如圖所示。一質(zhì)量為m，電荷量為q的點(diǎn)電荷P在磁單極子的正上方h高處的水平面內(nèi)做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。對(duì)該電荷的分析正確的是（已知地球表面的重力加速度g）
A．該電荷一定帶負(fù)電荷
B．該電荷一定帶正電荷
C．可確定電荷運(yùn)動(dòng)的速率v
D．可確定電荷運(yùn)動(dòng)的圓周上各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B
CD
如圖，電荷做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，受到重力和洛倫茲力的合力始終指向圓心，若電荷帶正電，根據(jù)左手定則可知電荷在P處的速度方向垂直紙面向里，同理若電荷帶負(fù)電，電荷在P處的速度方向垂直紙面向外，故A、B均錯(cuò)；由于圓半徑r及圓心到磁單極子的高度h已知，故θ可確定，由水平方向的牛頓第二定律、向心力公式可確定粒子的向心加速度a＝gtanθ＝m，因此可確定電荷運(yùn)動(dòng)的速率，C對(duì)；由豎直方向的平衡條件Bqvsinθ＝mg，因此可確定電荷運(yùn)動(dòng)的圓周上各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，D對(duì)。

【評(píng)析】1、知識(shí)點(diǎn)考查：（1）勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力，向心力公式，共點(diǎn)力的平衡，牛頓第二定律；（2）洛倫茲力，左手定則。
2、能力考查：（1）理解能力；（2）推理能力；（3）分析綜合能力、空間想象能力
3、命題立意
（1）本題命題的起源來教材中的閱讀材料——尋找磁單極子。
（2）近三年高考中對(duì)帶電粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)的考查主要設(shè)置在計(jì)算題中，且對(duì)磁偏轉(zhuǎn)的考查比較單一。（3）本題對(duì)受力要求較高，特別是應(yīng)用左手定則判斷正、負(fù)電荷受到洛倫茲力的方向，雖然基礎(chǔ)，但空間想象能力要求較高。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示，兩平行金屬板的板長l＝0.20m，板間距d＝6.0×10－2m，在金屬板右側(cè)有一范圍足夠大的方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其邊界為MN，與金屬板垂直。金屬板的下極板接地，上極板的電壓u隨時(shí)間變化的圖線如圖乙所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0×10－2T。現(xiàn)有帶正電的粒子以v0＝5.0×105m/s的速度沿兩板間的中線OO' 連續(xù)進(jìn)入電場(chǎng)，經(jīng)電場(chǎng)后射入磁場(chǎng)。已知帶電粒子的比荷＝108C/kg，粒子的重力忽略不計(jì)，假設(shè)在粒子通過電場(chǎng)區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi)極板間的電壓可以看作不變，不計(jì)粒子間的作用（計(jì)算中取）。


（1）求t＝0時(shí)刻進(jìn)入的粒子，經(jīng)邊界MN射入磁場(chǎng)和射出磁場(chǎng)時(shí)兩點(diǎn)間的距離；
（2）求t＝0.30s時(shí)刻進(jìn)入的粒子，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；
（3）試證明：在以上裝置不變時(shí)，以v0射入電場(chǎng)比荷相同的帶電粒子，經(jīng)邊界MN射入磁場(chǎng)和射出磁場(chǎng)時(shí)兩點(diǎn)間的距離都相等。
 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

圖10－27為方向相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁感強(qiáng)度為B，復(fù)合場(chǎng)的水平寬度為d，豎直方向足夠長�，F(xiàn)有一束電量為+q、質(zhì)量為m初速度各不相同的粒子沿電場(chǎng)方向進(jìn)入場(chǎng)區(qū)，求能逸出場(chǎng)區(qū)的粒子的動(dòng)能增量ΔEk。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，在某個(gè)空間內(nèi)有一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度，又有一個(gè)與電場(chǎng)垂直的水平方向勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度B＝10T�，F(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量m＝2×10-6kg、帶電量q＝2×10-6C的微粒，在這個(gè)電場(chǎng)和磁場(chǎng)疊加的空間作勻速直線運(yùn)動(dòng)。假如在這個(gè)微粒經(jīng)過某條電場(chǎng)線時(shí)突然撤去磁場(chǎng)，那么，當(dāng)它再次經(jīng)過同一條電場(chǎng)線時(shí)，微粒在電場(chǎng)線方向上移過了多大距離。（ｇ取10m／S2）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖11所示，虛線間空間存在由勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B組成的正交或平行的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，有一個(gè)帶正電小球（電量為+q，質(zhì)量為m）從正交或平行的電磁混合場(chǎng)上方的某一高度自由落下，那么，帶電小球可能沿直線通過下列的哪個(gè)電磁混合場(chǎng)：（   ）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實(shí)驗(yàn)題

1998年升空的α磁譜儀探索太空中存在的反物質(zhì)和暗物質(zhì)，利用質(zhì)譜儀可測(cè)定太空中粒子的比荷.如圖6-15所示，當(dāng)太空中的某一粒子從O點(diǎn)垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度B="10" T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，沿半圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)P點(diǎn)，測(cè)得OP距離為10 cm，從P點(diǎn)離開磁場(chǎng)到Q點(diǎn)，電子計(jì)時(shí)器記錄數(shù)據(jù)為10-8 s，已知PQ間距離為50 cm，則該粒子的比荷為_______，它可能是_______(填“電子”“正電子”“質(zhì)子”或“反質(zhì)子”).
圖6-15

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實(shí)驗(yàn)題

如圖所示，在互相垂直的水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)（E已知）和勻強(qiáng)磁場(chǎng)（B已知）中，有一固定的豎直絕緣桿，桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)由靜止釋放小球，則小球運(yùn)動(dòng)的加速度________________，速度________________.（填變化情況），其最大速度vm=________________.(已知mg＞μEq).

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖12－1－12所示，平行導(dǎo)體滑軌MM/、NN/水平放置，固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．磁場(chǎng)的方向與水平面垂直向下．滑線AB、CD橫放其上靜止，形成一個(gè)閉合電路．當(dāng)AB向右滑動(dòng)時(shí)，電路中感應(yīng)電流的方向及滑線CD受到的磁場(chǎng)力的方向分別為（   ）

A、電流方向沿ABCDA，受力方向向右；
B、電流方向沿ABCDA，受力方向向左；
C、電流方向沿ADCBA，受力方向向右；
D、電流方向沿ADCBA，受力方向向左．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

美國科學(xué)家密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)首次精確地測(cè)出了電子的電荷量．油滴實(shí)驗(yàn)的原理如圖所示，兩塊水平放置的平行金屬板與電源相連，上下板分別帶正、負(fù)電荷．油滴從噴霧器噴出后，由于摩擦而帶負(fù)電，經(jīng)上板中央小孔落到兩板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，通過顯微鏡可以觀察到它運(yùn)動(dòng)的情況．兩金屬板間的距離為d．（忽略油滴之間的相互作用力和空氣對(duì)油滴的浮力及阻力）
（1）調(diào)節(jié)兩金屬板間的電壓，當(dāng)U=U0時(shí)，觀察到某個(gè)質(zhì)量為m1的油滴恰好勻速豎直下落，求該油滴所帶的電荷量q1；
（2）若油滴進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度可以忽略，當(dāng)U=U1時(shí)，觀察到某個(gè)質(zhì)量為m2的油滴進(jìn)入電場(chǎng)后勻加速豎直下落，經(jīng)過時(shí)間t運(yùn)動(dòng)到下極板，求此油滴所帶的電荷量q2．

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