Question

17．如图所示，条形磁铁静止在水平粗糙桌面上，它的左上方固定-根长直导线，导线中通过方向垂直纸面向里（即与条形磁铁垂直）的电流，若突然将电流反向，磁铁仍保持静止，则磁铁受到的支持力N和摩擦力f如何变化（　　）

• A． N变小，f变小
• B． N变大，f变大
• C． N变大，f变小
• D． N变小，f不变

Answer 1

分析 先判断电流所在位置的磁场方向，然后根据左手定则判断安培力方向；再根据牛顿第三定律得到磁体受力方向，最后对磁体受力分析，即可判断．

解答 解：导线中通过方向垂直纸面向里的电流时，导线受到的安培力方向由左手定则可知，方向沿着左上方；根据牛顿第三定律，电流对磁体的作用力沿着右下方，此时磁铁受到的摩擦力方向向左，大小与安培力的水平分力相等，磁铁受到的支持力N等于磁铁重力与安培力竖直向下分力之和；
当电流反向后，导线受到的安培力反向，根据条形磁体磁感线分布情况得到长直导线所在位置磁场方向，如图所示，再根据左手定则判断安培力方向为沿着右下方，如左图所示；

根据牛顿第三定律，电流对磁体的作用力为左上方，如右图
根据受力分析，磁铁受到的支持力N等于磁铁重力与安培力竖直向上分力之差，因此支持力N将变小，摩擦力f始终与安培力的水平方向的分力相等，电流反向后，摩擦力方向由水平向左变为水平向右而已，但大小不变，D正确；
故选：D．

点评 本题的关键是知道磁场对电流的作用的方向可以通过左手定则判断，然后根据作用力和反作用力的知识进行推理分析；摩擦力产生的条件是两个相互接触的物体已经发生相对运动，或者有相对运动的趋势．