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極位置對調前，導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、安培力的關系；再作同樣的方法分析磁鐵的N極位置與S極位置對調后磁鐵對斜面的壓力F和摩擦力f與重力、安培力的關系，判斷F、f的變化情況．
解答：解：在磁鐵的N極位置與S極位置對調前，根據左手定則判斷可知，導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、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鍵，方法是先判斷導線的安培力，再由牛頓第三定律判斷磁鐵所受的安培力方向．