Question

3．（1）請(qǐng)完成如圖1所示的光路圖．
（2）如圖2，閉合開關(guān)S后，小磁針靜止時(shí)N極的指向如圖所示，請(qǐng)標(biāo)出通電螺線管的N極并畫出導(dǎo)線的繞法．
（3）如圖3所示，杠桿在力F₁、F₂的作用下（F₂未畫出）處于平衡狀態(tài)．O為支點(diǎn)，L₂是力F₂的力臂，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出F₁的力臂L₁和力F₂的示意圖．

Answer 1

分析 （1）在作凸透鏡的光路圖時(shí)，先確定所給的光線的特點(diǎn)再根據(jù)透鏡的光學(xué)特點(diǎn)來作圖．
（2）根據(jù)同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，判斷螺線管的磁極；根據(jù)安培定則繞出螺線管的繞法．
（3）力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離，據(jù)此畫出力臂的垂線，與杠桿的交點(diǎn)為F₂的作用點(diǎn)，為使杠桿平衡F₂的方向應(yīng)該向上，據(jù)此畫出力F₂的示意圖．

解答 解：
（1）過光心的光線其傳播方向不變，過焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸，如圖所示：

（2）由圖知，小磁針左端為S極、右端為N極，根據(jù)異名磁極相互吸引可知，通電螺線管的右端是N極、左端是S極．
用右手握住螺線管，大拇指指向N極，四指就是電流方向，可以判斷電流從螺線管的右端流入．如圖所示：

（3）過支點(diǎn)O作F₁作用線的垂線段，可得F₁的力臂L₁；
過阻力臂L₂的末端作垂直于L₂的作用線，與杠桿的交點(diǎn)為F₂的作用點(diǎn)，F(xiàn)₂的方向向上，在線段末端標(biāo)出箭頭，標(biāo)出阻力F₂．如下圖所示：

點(diǎn)評(píng) （1）凸透鏡的特殊光線有三條：過光心的光線其傳播方向不變，平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線通過焦點(diǎn)，過焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸；
（2）知道螺線管的電流方向、磁極、小磁針的磁極、磁感線中的任意一者，都可以根據(jù)磁極間的作用和安培定則判斷另外幾者；
（3）考查了力臂的概念、力的示意圖的畫法，知道力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離是關(guān)鍵．易錯(cuò)點(diǎn)將垂足當(dāng)做動(dòng)力作用點(diǎn)．