如图所示,条形磁铁放在桌面上,一条通电的直导线由S极的上端平移到N极的上端的过程中,导线保持与磁铁垂直,导线的通电方向如图示,则这个过程中磁铁受到的摩擦力(磁铁保持静止)()
A. 为零 B. 方向由向左变为向右
C. 方向保持不变 D. 方向由向右变为向左问题补充:
不好意思,忘了上图
解答:
首先画出磁铁外部磁场:从N到S,方向处处沿切线,见图1。
(1)先分析导线在S上方处:
在导线所在处,画出磁场B方向,电流I方向,如图2。
已知磁场B方向,电流I方向,判导线受力方向,应该用左手:四指电流,B穿手心,则拇指方向就是受力F方向,见图2。
由于一切力的作用都是相互的,导线受力F,则磁铁一定受到和F等大、反向的反作用力,见图2中红色线。
再简略分析磁铁的受力:把磁铁受力分解,见图3,F1水平向右,有向右“推”磁铁的效果;F2向下,有向下“压”磁铁的效果。前者使磁铁有向右运动的趋势,于是判知磁铁一定受到地面给的水平向左的静摩擦力f;后者会使磁铁对地面压力增大。
所以:导线在S上方处,磁铁受地面静摩擦力f水平向左,见图3蓝色线箭头;
(2)当导线在磁铁正中间的上方处时,磁场水平,左手判定,导线受力竖直向上,所以磁铁受力竖直向下,该力无水平分力,故磁铁不会有水平运动趋势,此时静摩擦力=0;
(3)当导线在N上方处,见图4,道理同上述(1)相似,判得磁铁受地面静摩擦力f水平向右,不再赘言。
综上述:导线由S极的上端平移到N极的上端的过程中,磁铁受静摩擦力从向左减小到0,再向右逐渐增大。选B。
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