Question

17．如图所示的天平可用来测定磁铁间相互作用的磁力F．天平的右臂下挂有磁铁A，其南、北两极如图所示，磁铁A的正上方挂有另一未知南、北极的磁铁B，将其上下两端标为b、a．在如图所示情况下，天平左、右两边加上质量各为m₁、m₂的砝码，天平平衡．将磁铁B翻转180°，若a端在上b端在下，磁铁B仍挂在原来位置，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡．已知重力和质量的比值为g，出此可知（　　）

• A． 磁铁B的a端为S极，力F的大小为（m₁-m₂）g
• B． 磁铁B的a端为N极，力F的大小为$\frac{mg}{2}$
• C． 磁铁B的a端为N极，力F的大小为（m₁-m₂）g
• D． 磁铁B的a端为S极，力F的大小为$\frac{mg}{2}$

Answer 1

分析 根据天平是等臂杠杆的特点结合磁极间的相互作用规律分析解答．

解答 解：
（1）由图结合题意可知，磁铁B的a端在下面时，天平左、右两边加上质量各为m₁、m₂的砝码，天平平衡；磁铁B的b端在下面，且磁铁B仍挂在原来位置时，右边再加上质量为m的砝码后，天平才能重新平衡；说明磁铁B的a端与磁铁A的N极相互排斥，磁铁B的b端与磁铁A的N极相互吸引，所以磁铁B的a端为N极；故AD错误；
（2）当磁体B的b端在上a端在下时，两磁铁相互排斥，根据天平是等臂杠杆可知，天平两侧受到的力相等，即：m₁g=m₂g+G_a+F----①；
当磁体B的a端在上b端在下时，两磁铁相互吸引，根据天平是等臂杠杆可知，天平两侧受到的力相等，即：m₁g=m₂g+G_a+mg-F----②；
由①②两式可得，F=$\frac{mg}{2}$，故B正确，C错误．
故选B．

点评 本题考查了磁极间的相互作用规律和杠杆平衡条件的应用，是一道综合性题目．