Question

如圖所示為一臺非鐵性物質制成的天平．天平左盤中的A是一鐵塊，B是電磁鐵．未通電時天平平衡，給B通以圖示方向的電流（a端接電源正極，b端接電源負極），調節線圈中電流的大小，使電磁鐵對鐵塊A的吸引力大于鐵塊受到的重力，鐵塊A被吸起．當鐵塊A向上加速運動的過程中，下列判斷正確的是

1. A.
   電磁鐵B的上端為S極，天平仍保持平衡
2. B.
   電磁鐵B的上端為S極，天平右盤下降
3. C.
   電磁鐵B的下端為N極，天平左盤下降
4. D.
   電磁鐵B的下端為N極，無法判斷天平的平衡狀態

Answer 1

C
分析：①從圖可以看出螺線管的繞向和電源的正負極，利用安培定則可以確定螺線管的NS極．
②從圖中可以看出，電磁鐵與鐵塊A都在天平的左盤中，天平是否平衡取決于它們整體對天平左盤的壓力是否改變．通過對鐵塊A的運動狀態的分析，結合超重現象的產生，可判斷AB整體對于天平左盤壓力的變化．
解答：①從圖可知，電流從螺線管的上端流入，下端流出，根據安培定則可知，螺線管下端是N極，上端是S極，
②電磁鐵通電后，鐵塊A被吸起，鐵塊A向上加速運動的過程中，會導致超重現象，因而可知鐵塊受到的向上的電磁力F必然大于鐵塊的重力G．當鐵塊離開盤而又還未到達電磁鐵的過程中，雖然鐵塊對盤的壓力沒有了，但由牛頓第三定律可知，鐵塊對電磁鐵有向下的吸引力，因此通過左盤電磁鐵支架向下壓左盤的力比電磁鐵未通電時鐵塊壓左盤的力還大，故左盤將下沉．
故選C
點評：①安培定則不但可以判斷出螺線管的磁極，也能根據磁極判斷出電流方向或繞圈的繞向，即電流方向、線圈的繞向及N極方向，知道其中兩個便可求出另外一個．
②導致天平失衡的因素是要是由于電磁鐵與鐵塊之間的相互作用力，通過判斷鐵塊的運動狀態，可進一步推斷出其整體壓力與重力的關系．