题目内容
【题目】狄拉克曾经预言,自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子,其周围磁感线呈均匀辐射状分布(如图甲所示),距离它r处的磁感应强度大小为B= (k为常数),其磁场分布与负点电荷Q的电场(如图乙所示)分布相似.现假设磁单极子S和负点电荷Q均固定,有带电小球分别在S极和Q附近做匀速圆周运动.则关于小球做匀速圆周运动的判断不正确的是( )
A.若小球带正电,其运动轨迹平面可在S的正上方,如图甲所示
B.若小球带负电,其运动轨迹平面可在Q的正下方,如图乙所示
C.若小球带负电,其运动轨迹平面可在S的正上方,如图甲所示
D.若小球带正电,其运动轨迹平面可在Q的正下方,如图乙所示
【答案】B
【解析】解:A、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;在甲图中,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,故A正确;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,故C正确;
B、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,故B错误;
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D正确;
因选不正确的,故选:B.
粒子在磁场中受洛仑兹力及本身的重力,其合力使物体做匀速圆周运动,故它们的合力应充当向心力;则分析甲图可得出正确的结果;而在点电荷周围粒子要做匀速圆周运动,则电场力与重力的合力应充当向心.
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