Question

【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

Answer 1

【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．