Question

17．一條形磁鐵靜止在斜面上，固定在磁鐵中心的豎直上方的水平導(dǎo)線中通有垂直紙面向里的恒定電流，如圖所示．若將磁鐵的N極位置與S極位置對調(diào)后，仍放在斜面上原來的位置，則磁鐵對斜面的壓力F和摩擦力f的變化情況分別是（　�。�

• A． F增大，f減小
• B． F減小，f增大
• C． F與f都減小
• D． F與f都增大

Answer 1

分析 先分析磁鐵的N極位置與S極位置對調(diào)前，導(dǎo)線所受的安培力方向，由牛頓第三定律判斷磁鐵所受的安培力方向，由平衡條件確定磁鐵對斜面的壓力F和摩擦力f與重力、安培力的關(guān)系；再作同樣的方法分析磁鐵的N極位置與S極位置對調(diào)后磁鐵對斜面的壓力F和摩擦力f與重力、安培力的關(guān)系，判斷F、f的變化情況．

解答 解：在磁鐵的N極位置與S極位置對調(diào)前，根據(jù)左手定則判斷可知，導(dǎo)線所受的安培力方向斜向下，由牛頓第三定律得知，磁鐵所受的安培力方向斜向上．設(shè)安培力大小為F_安，斜面的傾角為α，磁鐵的重力為G．由磁鐵的力平衡得：
斜面對磁鐵的支持力：F=（G-F_安）cosα
摩擦力：f=（G-F_安）sinα
在磁鐵的N極位置與S極位置對調(diào)后，同理可知，斜面對磁鐵的支持力：F=（G+F_安）cosα摩擦力：
f=（G+F_安）sinα
可見，F(xiàn)、f都增大．選項ABC錯誤，D正確．
故選：D．

點評 本題中判斷磁鐵所受的安培力方向是關(guān)鍵，方法是先判斷導(dǎo)線的安培力，再由牛頓第三定律判斷磁鐵所受的安培力方向．