Question

14．（1）如圖1所示，A，B是點光源S發(fā)出的光經(jīng)平面鏡M反射后的兩條反射光線，請在圖中標出點光源S和像點S′的位置，并完成反射光路圖．
（2）如圖2所示，硬質(zhì)杠桿AOB上掛一重物G，O為支點，請你在杠桿AOB上作出使重物在圖示位置靜止時的最小力F及力臂L．
（3）電磁鐵通電時，小磁針靜止時的指向如圖3所示，請標出電磁鐵的北極和線圈的繞向．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反射光線反向延長過像點，作出反光點的像點S′，再根據(jù)平面鏡成像的特點：像與物關(guān)于平面鏡對稱作出發(fā)光點S的位置，補出入射光線．
（2）首先明確杠桿的相關(guān)要素，再考慮要想使力最小，就得使力臂最大，據(jù)此選擇力作用的位置及方向，最后作圖表示出來．
（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．

解答 解：（1）先將兩條反射光線反向延長交于一點S′即為像的位置，再通過平面鏡作出S′的對稱點S，即為發(fā)光點的位置，并連接S與兩個反射點畫出入射光線，如圖所示：

（2）根據(jù)杠桿平衡條件，動力臂越長越省力，力的作用點確定，從支點到動力作用點的距離便為最長的力臂；圖中O為支點，要使杠桿平衡且動力最小，就應(yīng)該讓力F作用在A點，OA是最長的力臂，則力F應(yīng)與OA垂直且向上．如圖所示：

（3）由磁極間的相互作用規(guī)律可知，通電螺線管的右端為S極，左端為N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（即螺線管的左端），則四指彎曲的方向為電流的方向，結(jié)合電流由螺線管的左端流入畫出繞線方法，如圖所示：

點評 （1）本題用到了光的反射定律、反射光線反向延長過像點、像與物關(guān)于平面鏡對稱，也可以先根據(jù)光的反射作出發(fā)光點，再根據(jù)平面鏡成像的對稱性作出像點．
（2）在杠桿的作圖中，首先要認清杠桿的相關(guān)要素，其次再根據(jù)怎樣得到最長的力臂，才能找到最小的力的位置與方向．
（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．