Question

23、（1）請(qǐng)?jiān)趫D甲中標(biāo)出螺線管的磁極并畫出磁感線的方向．
（2）如圖乙所示，方框內(nèi)是由兩個(gè)相同的電阻和一個(gè)開關(guān)組成的電路，當(dāng)閉合開關(guān)時(shí)，電流表示數(shù)變?yōu)樵瓉淼膬杀�，畫出方框�?nèi)電路連接的情況．（電源電壓保持不變）
（3）如圖丙所示的曲棒ABC可繞A點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)，請(qǐng)畫出使曲棒ABC在圖中位置保持平衡時(shí)所需最小力F和力F的力臂L．

Answer 1

分析：（1）由安培定則可判出磁極的方向，由磁極可畫出磁感線的方向．
（2）開關(guān)閉合后，電流表的示數(shù)為原來的2倍，說明開關(guān)閉合后，電路中的電阻變小，且為原來的二分之一．
給出了兩個(gè)阻值相同的電阻，使兩個(gè)電阻連接時(shí)產(chǎn)生倍數(shù)關(guān)系的方法有兩種：
①兩電阻串聯(lián)時(shí)，等效阻值是一個(gè)電阻連入電路時(shí)的二倍，那么可用開關(guān)與其中一個(gè)電阻并聯(lián)來達(dá)到設(shè)計(jì)要求；
②兩電阻并聯(lián)時(shí)，等效阻值是一個(gè)電阻連入電路時(shí)的二分之一，因此用開關(guān)控制其中一個(gè)電阻，即可達(dá)到設(shè)計(jì)要求．
（3）由杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，知阻力×阻力臂是定值時(shí)，當(dāng)力臂最大時(shí)，即AC是力臂時(shí)，力是最小的．

解答：解：（1）右手握住螺線管，四指沿電流方向，大拇指指向N極的方向，則右則為N極，磁體外部磁感線由N極指向S極．
故答案為：

（2）有兩種方法：
①兩電阻串聯(lián)，開關(guān)與其中一個(gè)電阻并聯(lián)．
開關(guān)斷開時(shí)，兩電阻串連接入電路；開關(guān)閉合時(shí)，與開關(guān)并聯(lián)的電阻被短路，此時(shí)只有一個(gè)電阻連入電路，總電阻變?yōu)樵瓉淼亩�分之一，電流變�(yōu)樵瓉淼?倍，符合設(shè)計(jì)要求；
②兩電阻并聯(lián)，開關(guān)控制其中一個(gè)電阻．
開關(guān)斷開時(shí)，只有一個(gè)電阻連入電阻；開關(guān)閉合時(shí)，兩個(gè)等值電阻并連接入電阻，則總電阻為每個(gè)電阻阻值的二分之一，由歐姆定律可知，此時(shí)的電流為開關(guān)斷開時(shí)的2倍，符合設(shè)計(jì)要求．
故答案為：

（3）力臂越長(zhǎng)越省力，最長(zhǎng)的力臂即支點(diǎn)與作用點(diǎn)的連線，然后根據(jù)力臂的畫法作出垂直于力臂的作用力即可．
故答案為：

點(diǎn)評(píng)：求最小的力是常見的題型，不管杠桿是直的還是彎的，關(guān)鍵是要找到離支點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn)從而做出最長(zhǎng)的力臂．