Question

2．（1）在如圖1利用三種不同的光學(xué)透鏡改變光線OA的方向，在圖中畫出合適的光學(xué)元件．
（2）作出如圖2中杠桿的動(dòng)力臂L₁和阻力臂L₂．
（3）已知通電螺線管中的電流方向，標(biāo)出如圖3中小磁針的N極．
（4）根據(jù)如圖4中光的傳播方向，在虛線框內(nèi)畫上凸透鏡或凹透鏡．
（5）聲控開關(guān)在接收到一定響度的聲音時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合一段時(shí)間．某地下通道兩端的人口處各裝有一個(gè)聲控開關(guān)來控制同一盞螺紋燈泡，為確保行人不管從哪端進(jìn)人，燈泡都能接通電源發(fā)光．請(qǐng)按題意將如圖的電路連接完整．

Answer 1

分析 （1）由于平面鏡、凸透鏡、凹透鏡都可使光線的傳播方向發(fā)生偏折，故有三種作法．
（2）從支點(diǎn)到力的作用線的距離是力臂，從支點(diǎn)作力的作用線的垂線段即可作出力的力臂．
（3）利用圖示的線圈繞向和電流方向，根據(jù)安培定則即可確定螺線管的右端的極性，根據(jù)磁極間的作用規(guī)律確定小磁針的N極．
（4）根據(jù)入射光線和折射光線的特點(diǎn)判斷出光線是會(huì)聚的還是發(fā)散的，來確定透鏡的類型．
（5）串聯(lián)電路中，各開關(guān)相互影響，并聯(lián)電路中，各開關(guān)互不影響，據(jù)此結(jié)合題意來分析電路的連接方式．

解答 解：（1）當(dāng)是平面鏡時(shí)，根據(jù)光反射定律知，反射角等于入射角，故反射光線與入射光線的夾角的平分線是法線的位置，再過入射點(diǎn)作出法線的垂線，就是平面鏡所在的位置．
當(dāng)是凸透鏡時(shí)，由于平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將過焦點(diǎn)，故凸透鏡的主光軸與原光線平行．
當(dāng)是凹透鏡時(shí)，由于平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后的光線的反向延長(zhǎng)線過焦點(diǎn)，故凹透鏡的主光軸也平行于原光線．

（2）反向延長(zhǎng)F₁作用線，從支點(diǎn)O作動(dòng)力F₁作用線的垂線段，即為動(dòng)力臂L₁，反向延長(zhǎng)阻力F₂作用線，然后從支點(diǎn)O作動(dòng)力F₂作用線的垂線段，即為阻力臂L₂；

（3）電流從螺線管的左端流入、右端流出，根據(jù)螺線管的線圈繞向，再利用安培定則即可確定螺線管的左端為S極、右端為N極；由于異名磁極相互吸引，所以小磁針的左端是S極，右端為N極，如圖所示：

（4）由給出的光線可知，原本向中間會(huì)聚的光線經(jīng)透鏡折射后變得延遲會(huì)聚，故虛線框內(nèi)的是凹透鏡，
如圖所示：
  
（5）兩個(gè)聲控開關(guān)串聯(lián)會(huì)相互影響，只有都閉合時(shí)燈才發(fā)光；兩個(gè)聲控開關(guān)并聯(lián)會(huì)互不影響，可以獨(dú)立控制燈的亮滅，根據(jù)“為確保行人不管從哪端進(jìn)人，燈泡都能接通電源發(fā)光”，所以兩開關(guān)應(yīng)并聯(lián)，如下圖所示：

點(diǎn)評(píng) 本題考查了平面鏡、凸透鏡、凹透鏡對(duì)光線的偏折作用，作動(dòng)力臂與阻力臂，安培定則的應(yīng)用和磁極間的作用規(guī)律，根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的能力，是一道綜合性較強(qiáng)的題目．