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
物理答案 2023-04-26
问题描述：
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
| 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
| mg |
| 2 |
最佳答案：
（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+Ga+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+Ga+mg-F----②；
由①②两式可得，F=
| mg |
| 2 |
故选B．
2023-04-26
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