Question

17．如圖所示的天平可用來測定磁鐵間相互作用的磁力F．天平的右臂下掛有磁鐵A，其南、北兩極如圖所示，磁鐵A的正上方掛有另一未知南、北極的磁鐵B，將其上下兩端標為b、a．在如圖所示情況下，天平左、右兩邊加上質(zhì)量各為m₁、m₂的砝碼，天平平衡．將磁鐵B翻轉180°，若a端在上b端在下，磁鐵B仍掛在原來位置，右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼后，天平重新平衡．已知重力和質(zhì)量的比值為g，出此可知（　�。�

• A． 磁鐵B的a端為S極，力F的大小為（m₁-m₂）g
• B． 磁鐵B的a端為N極，力F的大小為$\frac{mg}{2}$
• C． 磁鐵B的a端為N極，力F的大小為（m₁-m₂）g
• D． 磁鐵B的a端為S極，力F的大小為$\frac{mg}{2}$

Answer 1

分析 根據(jù)天平是等臂杠桿的特點結合磁極間的相互作用規(guī)律分析解答．

解答 解：
（1）由圖結合題意可知，磁鐵B的a端在下面時，天平左、右兩邊加上質(zhì)量各為m₁、m₂的砝碼，天平平衡；磁鐵B的b端在下面，且磁鐵B仍掛在原來位置時，右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼后，天平才能重新平衡；說明磁鐵B的a端與磁鐵A的N極相互排斥，磁鐵B的b端與磁鐵A的N極相互吸引，所以磁鐵B的a端為N極；故AD錯誤；
（2）當磁體B的b端在上a端在下時，兩磁鐵相互排斥，根據(jù)天平是等臂杠桿可知，天平兩側受到的力相等，即：m₁g=m₂g+G_a+F----①；
當磁體B的a端在上b端在下時，兩磁鐵相互吸引，根據(jù)天平是等臂杠桿可知，天平兩側受到的力相等，即：m₁g=m₂g+G_a+mg-F----②；
由①②兩式可得，F(xiàn)=$\frac{mg}{2}$，故B正確，C錯誤．
故選B．

點評 本題考查了磁極間的相互作用規(guī)律和杠桿平衡條件的應用，是一道綜合性題目．