Question

1932年，著名的英国物理学家狄拉克，从理论上预言磁单极子是可以独立存在的。他认为：“既然电有基本电荷——电子存在，磁也应该有基本磁荷——磁单极子存在。”假设在真空玻璃盒内有一固定于地面上空附近的S极磁单极子，其磁场分布与负电荷电场分布相似，周围磁感线呈均匀辐射式分布，如图所示。一质量为m，电荷量为q的点电荷P在磁单极子的正上方h高处的水平面内做半径为r的匀速圆周运动。对该电荷的分析正确的是（已知地球表面的重力加速度g）

A．该电荷一定带负电荷

B．该电荷一定带正电荷

C．可确定电荷运动的速率v

D．可确定电荷运动的圆周上各处的磁感应强度B

Answer 1

CD

如图，电荷做匀速圆周运动，受到重力和洛伦兹力的合力始终指向圆心，若电荷带正电，根据左手定则可知电荷在P处的速度方向垂直纸面向里，同理若电荷带负电，电荷在P处的速度方向垂直纸面向外，故A、B均错；由于圆半径r及圆心到磁单极子的高度h已知，故θ可确定，由水平方向的牛顿第二定律、向心力公式可确定粒子的向心加速度a＝gtanθ＝m，因此可确定电荷运动的速率，C对；由竖直方向的平衡条件Bqvsinθ＝mg，因此可确定电荷运动的圆周上各处的磁感应强度B，D对。

【评析】1、知识点考查：（1）匀速圆周运动，向心力，向心力公式，共点力的平衡，牛顿第二定律；（2）洛伦兹力，左手定则。
2、能力考查：（1）理解能力；（2）推理能力；（3）分析综合能力、空间想象能力
3、命题立意
（1）本题命题的起源来教材中的阅读材料——寻找磁单极子。
（2）近三年高考中对带电粒子在磁场中的偏转的考查主要设置在计算题中，且对磁偏转的考查比较单一。（3）本题对受力要求较高，特别是应用左手定则判断正、负电荷受到洛伦兹力的方向，虽然基础，但空间想象能力要求较高。