Question

狄拉克曾經預言，自然界應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處的磁感應強度大小為（k為常數），其磁場分布與負點電荷Q的電場（如圖乙所示）分布相似。現假設磁單極子S和負點電荷Q均固定，有帶電小球分別在S極和Q附近做勻速圓周運動。則關于小球做勻速圓周運動的判斷正確的是          （     ）

A．若小球帶正電，其運動軌跡平面可在S的正上方，如圖甲所示

B．若小球帶正電，其運動軌跡平面可在Q的正下方，如圖乙所示

C．若小球帶負電，其運動軌跡平面可在S的正上方，如圖甲所示

D．若小球帶負電，其運動軌跡平面可在Q的正下方，如圖乙所示

 

 

Answer 1

【答案】

ABC

【解析】在S極附近時，小球只受兩個力的作用，即重力和洛倫茲力，因為洛倫茲力不做功，小球又在做勻速圓周運動，所以重力也不做功，故小球只能在水平面內運動，并且洛倫茲力的水平分力要提供向心力，由左手定則可知，小球不論帶正電還是負電，只可能在S上方運動。故選擇AC，在電荷Q附近時，小球受重力，和電場力作用，如果電荷帶正電，則電場力與重力的合力充電向心力，豎直方向上合力為零，所以小球只能在Q的正下方，同理，若電荷帶負電則小球的運動軌跡只能在Q的正上方，所以B正確。