Question

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都增大
D．F與f都減小

Answer 1

【答案】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豎直向下，由牛頓第三定律得知，磁鐵所受的安培力方向豎直向上．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ABD錯誤，C正確．
故選C
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．