Question

1．按要求作圖（保留作圖痕跡）：

（1）如圖1所示，兩條入射光線分別過凸透鏡的焦點(diǎn)F和光心O，分別畫出經(jīng)過凸透鏡折射后的光線．
（2）使用撬棒，把滾落在公路上的石塊1移動，如圖2所示，若要求用力最小．請?jiān)谇税羯蠘?biāo)出支點(diǎn)0的位置，并畫出這個(gè)最小的力F．
（3）如圖3所示，開關(guān)S閉合后，小磁針在條形磁體和通電螺線管的共同作用下，在圖中位置處于靜止?fàn)顟B(tài)，請你根據(jù)條形磁鐵的極性標(biāo)出小磁針的N、S極，并用“+”、“-”標(biāo)出電源的正負(fù)極．

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）杠桿的支點(diǎn)是指杠桿圍繞轉(zhuǎn)動的固定點(diǎn)，因此，找到在杠桿轉(zhuǎn)動時(shí)，那個(gè)不動的點(diǎn)尤為重要．要使杠桿更省力，杠桿動力臂就得更長，因此，分析出哪種用法時(shí)動力臂更長，就說明此時(shí)最省力．
（3）根據(jù)磁極間的相互作用規(guī)律，利用條形磁鐵的N極，可以確定小磁針以及電磁鐵的NS極；根據(jù)電磁鐵的NS極和線圈的繞向，利用安培定則可以確定電流的方向，進(jìn)而得到電源的正負(fù)極．

解答 解：（1）通過焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后將平行于主光軸；過光心的光線經(jīng)凸透鏡折射后傳播方向不改變．如圖所示：

（2）讀圖可知，當(dāng)用力撬石塊1時(shí)，杠桿圍繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動，即以A為支點(diǎn)時(shí)，杠桿的動力臂為AB最長，動力最�。贿^點(diǎn)B作垂直于最長力臂AB的力，方向斜向左上方，如圖所示：

（3）條形磁鐵的左端為N極，異名磁極相互吸引，所以與N極相互靠近的一定是異名磁極，由此可知，小磁針的下端為S極，電磁鐵的右端為N極．
根據(jù)電磁鐵的繞向和NS極，安培定則可以確定電流從電磁鐵的左端流入，右端流出，由此可知，電源的左端為正極，右端為負(fù)極．故標(biāo)出小磁針和電源的正負(fù)極如下圖所示：

點(diǎn)評 （1）凸透鏡的三條特殊光線：①通過焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后將平行于主光軸．②平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將過焦點(diǎn)．③過光心的光線經(jīng)凸透鏡折射后傳播方向不改變．
（2）本題的解題關(guān)鍵是通過杠桿的平衡條件得出：在阻力跟阻力臂的乘積一定時(shí)，動力臂越長，動力越小的結(jié)論．
（3）此題的入手點(diǎn)是條形磁鐵的NS極，利用磁極間作用規(guī)律確定電磁鐵的NS極，利用安培定則確定電流的繞向．