Question

（2013?太原一模）狄拉克曾經(jīng)預(yù)言，自然界應(yīng)該存在只有一個(gè)磁極的單極子，其周圍磁感線呈均勻輻射狀分布，距離它r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=

k

r 2

（k為常數(shù)）．磁單極子N的磁場分布與正點(diǎn)電荷Q的電場分布相似．如圖所示．若空間中的P點(diǎn)僅存在磁單極子N或正點(diǎn)電荷Q，一帶電小球在P點(diǎn)附近的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列判斷正確的是（　　）

A．若小球運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心在P點(diǎn)的正上方，則P處可能是磁單極子N

B．若小球運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心在P點(diǎn)的正上方，則P處可能是正點(diǎn)電荷Q

C．若小球運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心在P點(diǎn)的正下方，則P處可能是磁單極子N

D．若小球運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心在P點(diǎn)的正下方，則P處可能是正點(diǎn)電荷Q

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(dòng)，故它們的合力應(yīng)充當(dāng)向心力；則分析圖可得出正確的結(jié)果；而在點(diǎn)電荷周圍粒子要做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則電場力與重力的合力應(yīng)充當(dāng)向心．

解答：解：A、若小球運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心在P點(diǎn)的正上方，要使粒子能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則洛侖茲力與重力的合力應(yīng)能充當(dāng)向心力；在圖中，若粒子為正電荷且順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（由上向下看）則其受力斜向上，與重力的合力可以指向圓心；而若為負(fù)電荷，但逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同理可知，合力也可以充當(dāng)向心力，因此P處可能是磁單極子N；
若小球運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心在P點(diǎn)的正下方時(shí)，小球若在洛倫茲力與重力共同作用下，不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故A正確，C錯(cuò)誤；
B、若小球運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心在P點(diǎn)的正上方，Q帶正電，則帶正電荷的小球在圖示位置各點(diǎn)受到的電場力背向Q，則電場力與重力的合力不可能充當(dāng)向心力，不會在Q正下方；但若小球帶負(fù)電，則小球受電場力指向Q，故電場力與重力的合力可以提供向心力，可以在Q正下方運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤，D正確；
故選：AD．

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．