Question

【题目】1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”。如图所示为一个“N磁单极子”形成的磁场，将一个半径为r、质量为m的导体线圈水平放置在该磁单极子的正上方，线圈所在位置的磁感应强度大小为B，与圆环相切的磁感线与竖直方向的夹角为30°，重力加速度大小为g，若线圈恰好在该位置悬浮，则线圈中电流的大小为（ ）

A. B. C. D.

Answer 1

【答案】B

【解析】将磁感应强度B沿水平和竖直方向进行正交分解，如图所示：

则，B1=Bsin30°=B2，B2=Bcos30°=B，

利用微元法思想，把圆环分割成许多极短的电流元，根据左手定则，每小段电流元所受的磁场竖直分量的作用力沿半径方向向外，

根据对称性，沿半径方向安培力合力为零，

磁场的水平分量产生的安培力竖直向上，F=B1IL=BIL=BI(2πr)=πBIr，

又因为F=mg，

所以联立两式可得：I=，所以ACD错误，B正确。

故选B。