Question

完成下列作圖．
（1）如圖1，用撬棍撬起石塊，O為支點(diǎn)．①畫出阻力F₂的力臂L₂；②畫出在A點(diǎn)施加的最小動力F₁的示意圖．
（2）請在圖2中標(biāo)出小磁針的N極和磁感線的方向．
（3）按要求將圖3所示的電路連接好．要求：開關(guān)閉合時，兩燈都能發(fā)光且兩燈并聯(lián)，電流表測量干路中的電流．（兩燈的電阻均大于10Ω）

Answer 1

解：（1）過支點(diǎn)O向阻力F₂的作用線作垂線，支點(diǎn)到垂足的距離就是阻力臂；動力最小，即動力臂最長，由圖知OA最長，所以O(shè)A作動力臂最長，過A點(diǎn)與OA垂直向下作垂線就得到動力F₁的方向，如下圖所示．
（2）電流從左側(cè)流向右側(cè)，依據(jù)安培定則可判斷出螺線管的右端為N極，左端為S極，磁感線在磁體外部是由N極指向S極的；由磁極間的相互作用可知，小磁針的左端為S極，右端為N極；如圖所示．
（3）電源由兩節(jié)干電池串聯(lián)組成，電源電壓為3V，兩燈并聯(lián)，兩燈的電阻均大于10Ω，由歐姆定律可知每一條支路的電流都小于0.3A，干路電流小于0.6A，電流表的量程用0～0.6A量程；補(bǔ)充連接實(shí)物圖如圖所示：

分析：（1）圖中石頭的重力為阻力，O點(diǎn)為支點(diǎn)，從支點(diǎn)到阻力F₂的作用線的距離叫做力臂；根據(jù)杠桿平衡條件“動力×動力臂=阻力×阻力臂”可知：在阻力與阻力臂的乘積一定的情況下，要使動力最小，則動力臂必須最長，先確定最長的力臂--即離支點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn)，然后過動力作用點(diǎn)做垂直于杠桿的作用力即可．
（2）從電流的方向入手，利用安培定則判斷出螺線管的極性，進(jìn)而確定磁場的方向，最后根據(jù)磁極間的相互作用確定小磁針的指向．
（3）電源由兩節(jié)干電池串聯(lián)組成，可知電源電壓，兩燈并聯(lián)，兩燈的電阻均大于10Ω，可得干路電流大小范圍，進(jìn)而確定電流表的量程；據(jù)此補(bǔ)充連接實(shí)物圖．
點(diǎn)評：（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)的連線就是最長的力臂，過力的作用點(diǎn)作垂線就是最小的力．
（2）考查了右手螺旋定則和磁極間的相互作用規(guī)律及磁感線的特點(diǎn)．右手螺旋定則：讓四指彎曲，跟螺線管中電流的方向一致，則大拇指指的方向是通電螺線管的N極；磁極間的相互作用規(guī)律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引．
（3）利用歐姆定律確定電流表的量程是關(guān)鍵．