Question

5．如图甲所示，一个条形磁铁P固定在水平桌面上，以P的右端点为原点，中轴线为x轴建立一维坐标系．一个灵敏的小磁针Q放置在x轴上不同位置，设Q与x轴之间的夹角为θ．实验测得sinθ与x之间的关系如图乙所示．已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为B₀．下列说法正确的是（　　）

• A． P的右端为S极
• B． P的中轴线与地磁场方向平行
• C． P在x₀处产生的磁感应强度大小为B₀
• D． x₀处合磁场的磁感应强度大小为2B₀

Answer 1

分析 磁场是客观存在的特殊物质形态，我们感觉不到，但可通过小磁针来体现．小磁针N极的受力方向即为磁场方向，或磁感线该点的切线方向为磁场方向．

解答 解：当X趋向无穷大时，小磁针所指的方向为地球的磁场的方向，所以根据题图可知，x趋向无穷大时，sinθ趋向1，则θ趋向90°，即小磁针的方向与x的方向垂直，所以x的方向为向东．当x非常小时，小磁针的N极沿X方向，即向东．
A、由图可知，开始时N背离O点，所以O点处的磁极是N极．故A错误；
B、由以上的分析可知，P的中轴线沿东西方向，与地磁场方向垂直．故B错误；
C、由乙图可知，x₀处$sinθ=\frac{\sqrt{2}}{2}$，则θ=45°，P在x₀处产生的磁感应强度大小B_P：$tan45°=\frac{{B}_{0}}{{B}_{P}}$，所以：B_P=B₀．故C正确；
D、x₀处合磁场的磁感应强度大小为B=$\frac{{B}_{0}}{sin45°}=\sqrt{2}{B}_{0}$．故D错误．
故选：C

点评 解决本题能灵活正交分解法分析得出磁体所产生的磁感应强度水平分量与地磁场的关系，可以根据自己积累的经验，由力的合成与分解的方法进行类比．