Question

10．（1）如圖1中，畫出使輕質(zhì)杠桿保持平衡的最小的力F的示意圖（要求保留作圖痕跡）．
（2）如圖2所示，SA、SB是光源發(fā)出的兩條光線，其中SA平行于主光軸，SB過左焦點(diǎn)，請(qǐng)畫出這兩條光線通過凸透鏡后的出射光線（注意標(biāo)出箭頭方向）．
（3）閉合開關(guān)S后，通電螺線管和小磁針靜止時(shí)位置如圖3所示，請(qǐng)標(biāo)出螺線管和小磁針的N、S極．

Answer 1

分析 （1）此題是求杠桿最小力的問題，已知點(diǎn)O是動(dòng)力作用點(diǎn)，那么只需找出最長(zhǎng)動(dòng)力臂即可，可根據(jù)這個(gè)思路進(jìn)行求解．
（2）關(guān)于凸透鏡有三條特殊的入射光線：①平行于主光軸的；②過焦點(diǎn)的；③過光心的；此題中給出的是前面的兩條特殊光線．
（3）據(jù)電源的正負(fù)極可判斷出電流的方向，據(jù)電流的方向和線圈的繞發(fā)可判斷出線圈的NS極，再據(jù)磁體間的作用規(guī)律可判斷小磁針的NS極．

解答 解：（1）O為支點(diǎn)，所以力作用在杠桿的最右端，并且力臂是支點(diǎn)O到杠桿最右端的距離時(shí)，力臂最長(zhǎng)，此時(shí)的力最小．確定出力臂然后做力臂的垂線即為力F，如圖所示：
（2）SA這條入射光線平行于主光軸，其經(jīng)凸透鏡折射后，折射光線過焦點(diǎn)．由此可以確定這條入射光線的折射光線．
SB這條入射光線過焦點(diǎn)，過焦點(diǎn)的入射光線經(jīng)過凸透鏡折射后，平行于主光軸．由此可以確定SB的折射光線，光路圖如圖所示：
（3）據(jù)圖能看出，電流從左端流入，據(jù)電流的繞發(fā)結(jié)合安培定則能看出，此時(shí)線圈的左端是S極，右端是N極；再據(jù)磁體間的作用規(guī)律可知，靠近線圈S極的是小磁針的N極，靠近線圈N極的是小磁針的S極，如下圖所示：

故答案為：如圖所示．

點(diǎn)評(píng) （1）考查了杠桿中最小力的問題．解決此類題目的關(guān)鍵是確定出最長(zhǎng)的力臂，并根據(jù)力臂的畫法做出最小的力．
（2）把握凸透鏡的三條特殊光線的入射光線和對(duì)應(yīng)的折射光線的特殊點(diǎn)是解決此題的關(guān)鍵．
（3）知道磁體間的作用規(guī)律，并熟悉安培定則是解決該題的關(guān)鍵．