小强在北京将一根质量分布均匀的条形磁铁用一条线悬挂起来,使它

小强在北京将一根质量分布均匀的条形磁铁用一条线悬挂起来,使它平衡并呈水平状态,悬线系住磁体的位置应在:(   )

A.磁体的重心处 B.磁体的某一磁极处 C.磁体重心的北侧 D.磁体重心的南侧

答案

思路点拨

北京位于北半球,在地球的北半球表面处,地球磁场对磁体北极的作用力FN是斜向下指向北方,而对磁体南极的作用力Fs则与FN方向相反,即斜向上指向南方.在北京若以一线悬挂一均匀磁体使其在水平位置平衡,如图所示,显然这时可将此磁体视为一根可绕悬点0转动的杠杆,在地磁场的作用下,此磁体的平衡位置必沿南北方向且其北极必指向北方.此时磁体受到自身的重力G(设其重心位于C)和地磁场对其南、北两极的作用力FsFN,由图可见,为使此杠杆能在图示位置上平衡,由杠杆平衡条件可以作出判断:悬点0应该在重心C的北侧一些.

引申拓展

本题的解答中,有些同学由于考虑不仔细而错选了A,认为悬线应系于磁体的重心处.得出这一错误答案的原因:一是根本忽略了地磁场力,只考虑磁体自身重力的作用;二是尽管考虑了地磁场力,却简单地认为地磁场力就是沿水平方向,而忽略了地磁场力相对于水平是略有倾斜的.

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