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(2013•太原一模)狄拉克曾经预言,自然界应该存在只有一个磁极的单极子,其周围磁感线呈均匀辐射状分布,距离它r处的磁感应强度大小为B=kr2(k为常数).磁单极子N的磁场分布与正点

题目详情
(2013•太原一模)狄拉克曾经预言,自然界应该存在只有一个磁极的单极子,其周围磁感线呈均匀辐射状分布,距离它r处的磁感应强度大小为B=
k
r
2
 
(k为常数).磁单极子N的磁场分布与正点电荷Q的电场分布相似.如图所示.若空间中的P点仅存在磁单极子N或正点电荷Q,一带电小球在P点附近的水平面内做匀速圆周运动,下列判断正确的是(  )

A.若小球运动轨迹的圆心在P点的正上方,则P处可能是磁单极子N
B.若小球运动轨迹的圆心在P点的正上方,则P处可能是正点电荷Q
C.若小球运动轨迹的圆心在P点的正下方,则P处可能是磁单极子N
D.若小球运动轨迹的圆心在P点的正下方,则P处可能是正点电荷Q
▼优质解答
答案和解析
A、若小球运动轨迹的圆心在P点的正上方,要使粒子能做匀速圆周运动,则洛仑兹力与重力的合力应能充当向心力;在图中,若粒子为正电荷且顺时针转动(由上向下看)则其受力斜向上,与重力的合力可以指向圆心;而若为负电荷,但逆时针转动,同理可知,合力也可以充当向心力,因此P处可能是磁单极子N;
若小球运动轨迹的圆心在P点的正下方时,小球若在洛伦兹力与重力共同作用下,不可能做匀速圆周运动,故A正确,C错误;
B、若小球运动轨迹的圆心在P点的正上方,Q带正电,则带正电荷的小球在图示位置各点受到的电场力背向Q,则电场力与重力的合力不可能充当向心力,不会在Q正下方;但若小球带负电,则小球受电场力指向Q,故电场力与重力的合力可以提供向心力,可以在Q正下方运动,故B错误,D正确;
故选:AD.
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