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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”...

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.

 

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。
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