Question

17．一条形磁铁静止在斜面上，固定在磁铁中心的竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流，如图所示．若将磁铁的N极位置与S极位置对调后，仍放在斜面上原来的位置，则磁铁对斜面的压力F和摩擦力f的变化情况分别是（　　）

• A． F增大，f减小
• B． F减小，f增大
• C． F与f都减小
• D． F与f都增大

Answer 1

分析 先分析磁铁的N极位置与S极位置对调前，导线所受的安培力方向，由牛顿第三定律判断磁铁所受的安培力方向，由平衡条件确定磁铁对斜面的压力F和摩擦力f与重力、安培力的关系；再作同样的方法分析磁铁的N极位置与S极位置对调后磁铁对斜面的压力F和摩擦力f与重力、安培力的关系，判断F、f的变化情况．

解答 解：在磁铁的N极位置与S极位置对调前，根据左手定则判断可知，导线所受的安培力方向斜向下，由牛顿第三定律得知，磁铁所受的安培力方向斜向上．设安培力大小为F_安，斜面的倾角为α，磁铁的重力为G．由磁铁的力平衡得：
斜面对磁铁的支持力：F=（G-F_安）cosα
摩擦力：f=（G-F_安）sinα
在磁铁的N极位置与S极位置对调后，同理可知，斜面对磁铁的支持力：F=（G+F_安）cosα摩擦力：
f=（G+F_安）sinα
可见，F、f都增大．选项ABC错误，D正确．
故选：D．

点评 本题中判断磁铁所受的安培力方向是关键，方法是先判断导线的安培力，再由牛顿第三定律判断磁铁所受的安培力方向．