Question

20．图甲为一磁悬浮地球仪，它能大致模拟地磁场的分布特点，给人以奇特新颖的感觉．球体中有一个磁铁，环形底座内一有一金属线圈，其电路原理图如图乙．
（1）地球仪工作时，球体悬浮在空中，此时球体的重力与磁力（选填“浮力”或“磁力”）平衡；停止工作时，应先拿开球体（选填“拿开球体”和“切断电源”）．
（2）请在图乙中画出开关闭合后通电螺线管周围的磁感线．（地球仪上部为地理上的北极）

Answer 1

分析 （1）平衡状态：是指物体处于静止或匀速直线运动运动，物体处于平衡状态时受到平衡力；电磁铁通电有磁性，断电磁性消失；
（2）先根据地磁场的分别确定球体下方的极性，然后根据同名磁极相互排斥确定螺线管上面的极性，从面画出螺线管周围的磁感线．

解答 解：
（1）悬浮地球仪是利用的同名磁极相互排斥的原理制成的，闭合开关，电磁铁中通电产生磁性，与球体相排斥，所以地球仪工作时，球体悬浮于空中，在空中静止，所以球体竖直方向受到的重力与磁力是一对平衡力；
磁悬浮地球仪中的电磁铁是利用电流的电磁效应工作的，当磁悬浮地球仪停止工作时，应先“拿开球体”再“切断电源”，这样是防止地球仪在重力作用下会落下来而摔坏．
（2）根据题意“它能大致模拟地磁场的分布特点”，又知道球体下方的磁极为N极，因此螺线管的上方为N极，在磁体的外部磁感线北出入南，由此画出通电螺线管周围的磁感线如图所示：

故答案为：（1）磁力；拿开球体；（2）见上图．

点评 此题综合考查了二力平衡条件的应用、对磁感线的认识和理解，要从题目中寻找有用的信息，利用有关知识点解题．