Question

10．按照題目要求作圖．

（1）如圖甲所示，請(qǐng)?jiān)趫D上畫出使杠桿平衡的最小的動(dòng)力及其力臂．
（2）如圖乙所示，在虛線框內(nèi)填上電池符號(hào)，在磁感線上標(biāo)出磁場(chǎng)方向．
（3）如圖丙所示，請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線將插座和電燈（帶開關(guān)）分別接入家庭電路中．其中S₁為旋鈕開關(guān)，單獨(dú)控制臺(tái)燈的通斷與亮度；S₂為單獨(dú)控制電視插座的開關(guān)，請(qǐng)?jiān)趫D中將電路圖連接完整，要求符合安全用電的原則．

Answer 1

分析 （1）使用杠桿時(shí)，若阻力和阻力臂一定時(shí)，動(dòng)力臂越長(zhǎng)，越省力；因此解答此題，只需找出使動(dòng)力臂最大的動(dòng)力作用點(diǎn)，然后作動(dòng)力臂的垂線即可．
（2）螺線管的N、S極已知，利用右手安培定則可以確定螺線管中的電流方向；電源外部，電流方向從電源正極流向負(fù)極，然后利用磁感線的特點(diǎn)可以得到磁感線的方向；
在磁體外部，磁感線的方向是從N極流向S極．
（3）燈泡的接法：火線首先過開關(guān)，再接入燈泡，零線直接接入燈泡；
S₂為單獨(dú)控制電視插座的開關(guān)，則S₂應(yīng)與電視插座串聯(lián)．

解答 解：（1）在阻力與阻力臂的乘積一定的情況下，要最省力，根據(jù)杠桿平衡條件可知，動(dòng)力臂應(yīng)最長(zhǎng)；由圖知OB比OA長(zhǎng)，所以O(shè)B作為動(dòng)力臂時(shí)，動(dòng)力臂最長(zhǎng)；過B點(diǎn)垂直于OB向上作垂線，就得到動(dòng)力F的方向，如下圖所示：
（2）根據(jù)螺線管的N、S極，結(jié)合線圈的繞向，可以確定電流從螺線管的右端流入、左端流出，即電源的右端為正極、左端為負(fù)極，
磁感線的方向是：在磁體的周圍由N極發(fā)出，回到S極．由于螺線管的左端為N極，由此可以確定磁感線的方向是向右的．如圖所示：
（3）火線先進(jìn)開關(guān)S₁，S₁與燈泡串聯(lián)，單獨(dú)控制臺(tái)燈的通斷與亮度，而零線直接接入燈泡；
開關(guān)S₂應(yīng)與插座串聯(lián)，開關(guān)接在火線上，電視插座的另一孔直接接零線．電路圖如下圖所示．

點(diǎn)評(píng) （1）根據(jù)杠桿的平衡條件，要使杠桿上的力最小，必須使該力的力臂最大，而力臂最大時(shí)力的作用點(diǎn)一般離杠桿的支點(diǎn)最遠(yuǎn)，所以在杠桿上找到離杠桿支點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn)即力的作用點(diǎn)，這兩點(diǎn)的連線就是最長(zhǎng)的力臂，過力的作用點(diǎn)作垂線就是最小的力．
（2）安培定則共涉及三個(gè)方向：電流方向、線圈繞向、磁場(chǎng)方向，告訴其中的兩個(gè)可以確定第三個(gè)．其中磁場(chǎng)的方向往往與小磁針的NS極或磁感線的方向聯(lián)系在一起，而電流方向經(jīng)常與電源的正負(fù)極聯(lián)系起來．
（3）掌握燈泡、開關(guān)、插座的接法，掌握安全用電的原則．