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    3．如图所示，磁单极子会在其周围形成均匀辐射磁场．质量为m、半径为R的圆环当通有恒定的电流I时，恰好能水平静止在N极正上方H处．已知与磁单极子N极相距r处的磁场强度大小为B=$\frac{k}{r}$，其中k为常数．重力加速度为g．则（　　）
    A．静止时圆环的电流方向为顺时针方向（俯视）
    B．静止时圆环沿其半径方向有扩张的趋势
    C．静止时圆环的电流I=$\frac{mg（{H}^{2}+{R}^{2}）}{2πk{R}^{2}}$
    D．若将圆环向上平移一小段距离后由静止释放，下落中加速度先增加后减小

    分析 圆环在磁场中受安培力及本身的重力做匀速圆周运动，圆环处于平衡状态，结合平衡状态的特点可得出正确的结果．

    解答 解：A、环所在处的磁场的方向向上，则环产生的磁场的方向向下，根据安培定则可知，静止时圆环的电流方向为顺时针方向（俯视），故A正确；
    B、静止时圆环的电流方向为逆时针方向由左手定则可知，环上的各点受到的安培力的方向向上向里，所以环有收缩的趋势，故B错误；
    C、对环的某一部分进行受力分析如图：
    在水平方向，根据安培力的对称性可知，整个的环在水平方向的合力为0，竖直方向的合力与重力大小相等，由于在圆环处各点电流的方向与磁场的方向都垂直，所以整体受到的安培力：F=BI•2πR
    由几何关系：Fcosθ=mg
    cosθ=$\frac{H}{\sqrt{{H}^{2}+{R}^{2}}}$
    由题：B=$\frac{k}{\sqrt{{H}^{2}+{R}^{2}}}$
    联立得：I=$\frac{mg（{H}^{2}+{R}^{2}）}{2πk{R}^{2}}$．故C正确；
    D、结合C的受力分析可知，若将圆环向上平移一小段距离后环受到的安培力将减小；由静止释放，重力开始时大于安培力，所以环加速下落，向下的过程中安培力增大，所以合外力减小，加速度先减小．故D错误．
    故选：AC

    点评 本题巧妙地将此单极子的猜想与电流在磁场中的受力相结合，考查了受力平衡的问题，可知对环进行正确的受力分析，理解环在竖直方向的合力与重力大小相等是解答的关键．

    练习册系列答案
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    14．下列说法正确的是 （　　）
    A．关于核反应方程${\;}_{15}^{30}$P→${\;}_{14}^{30}$Si+X，此反应为裂变反应，X粒子是正电子
    B．a射线比γ射线贯穿能力较强，电离能力则较弱
    C．在光电效应现象中，光电子的最大初动能随照射光的强度增大而增大
    D．当温度升高或压强增大或发生化学反应时，原子核的半衰期不会改变
    E．由玻尔的原子模型可以推知，氢原子处于激发态，量子数越大，核外电子动能越小

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

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    C．加速度与速度D．感应电动势与磁通量

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    18．下列说法正确的是（　　）
    A．晶体熔化时吸收热量，其分子平均动能不变
    B．一定质量的理想气体，在温度不变时，分子每秒与器壁平均碰撞次数随着体积增大而增大
    C．空调能制冷，说明热传递没有方向性
    D．液体表面具有收缩的趋势，是由于液体表面层分子的分布比内部稀疏
    E．控制液面上方饱和汽的体积不变，升高温度，则达到动态平衡后饱和汽的质量、密度、压强均增大

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    A．k的值为0.1 Ns/m
    B．小球在上升阶段加速度大小为20 m/s2时，其速度大小为1 m/s
    C．小球抛出瞬间的加速度大小为60 m/s2
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