Question

19．（1）如圖1的光線經(jīng)平面鏡反射后再經(jīng)凸透鏡折射，請完成對應(yīng)的光路．
（2）如圖2所示，物體A在斜面上勻速滑下，請畫出物體A所受的重力G和摩擦力F_f的示意圖．
（3）根據(jù)如圖3所示的小磁針靜止時的指向，畫出通電螺線管的繞線情況．
（4）在如圖4中，要使杠桿OBA在圖示位置靜止，請畫出作用在A點的最小力F及其力臂L．

Answer 1

分析 （1）作出反射光線要根據(jù)反射定律：反射光線、入射光線、法線在同一個平面內(nèi)，反射光線與入射光線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角來作；并根據(jù)反射光線與法線之間的夾角為反射角標(biāo)出反射角，根據(jù)圖示求出反射角．
作出入射光線要根據(jù)：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來作；
（2）重力的方向豎直向下；摩擦力的方向與物體運動方向或運動趨勢的方向相反，物體在斜面上勻速下滑，因此摩擦力的方向沿斜面向上．
（3）根據(jù)小磁針的指向判斷出通電螺線管磁場的方向及磁極．根據(jù)安培定則再判斷螺線管的繞線方法．
（4）根據(jù)杠桿平衡的條件，在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下，要使所用的動力最小，必須使動力臂最長．

解答 解：（1）過平面鏡的入射點垂直鏡面作出法線，求出入射角為45°，則反射角為45°，在法線右側(cè)作出反射光線，標(biāo)出反射角；
根據(jù)角與角之間的關(guān)系可知，反射光線平行于主光軸，然后根據(jù)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做出折射光線，如圖所示：

（2）過物體的重心作沿斜面向上的力，即摩擦力；過此點作豎直向下的力，即為重力，如下圖：

（3）小磁針靜止時N極所指示的方向--向左，為該點磁場的方向．在磁體外部，磁感線從N極指向S極，所以螺線管的右端為N極，左端為S極．
根據(jù)安培定則，伸出右手使大拇指指向通電螺線管的N極，即螺線管的右端，則四指彎曲的方向為電流的方向，答案如圖所示：

（4）連接OA就是最長的動力臂，根據(jù)杠桿平衡的條件，要使杠桿平衡動力方向向上，據(jù)此可畫出最小的動力；如圖所示：

點評 （1）凸透鏡有三條特殊光線：過光心的光線其傳播方向不變；過焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸；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；
熟記反射定律的內(nèi)容：反射光線、入射光線、法線在同一個平面內(nèi)，反射光線與入射光線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角并會作圖．
（2）力的示意圖：用一個帶箭頭的線段表示力的三要素，線段的長度表示力的大小，箭頭表示力的方向．
（3）利用安培螺旋定則既可由電流的方向判定磁極磁性，也能由磁極極性判斷電流的方向和線圈的繞法．本題也可以利用磁極間的相互作用規(guī)律來幫助理解通電螺線管磁極的判斷．
（4）考查最小動力的確定；由杠桿的平衡條件，杠桿中最小作用力問題，可以轉(zhuǎn)化為最大力臂問題，解題的關(guān)鍵是找出最長的力臂．