Question

（1）圖1中的OB是一束光線由空氣射到水面后的反射光線，請你在圖中畫出入射光線，在圖中標(biāo)出入射角的度數(shù)，并畫出折射光線的大致方向．
（2）作出圖2的閘刀使用中的兩個力臂，并標(biāo)明L₁和L₂．
（3）將下圖3中的電磁鐵連入你設(shè)計的電路中（在方框內(nèi)完成），要求：A．電路能改變電磁鐵磁性的強弱；B．使小磁針靜止時如圖所示．

Answer 1

解：（1）因為反射光線與水面的夾角為30°，所以入射角等于反射角等于60°；過反射點O做法線，根據(jù)入射角等于反射角畫出入射光線，并標(biāo)出入射角的大��；根據(jù)折射角小于入射角大致畫出折射光線的方向．如圖所示：

（2）延長動力作用線，過支點O作動力作用線的垂線段（即動力臂L₁）；阻力垂直于杠桿，過支點O作阻力作用線的垂線段（即阻力臂L₂），如下圖所示：

（3）改變線圈中的電流大小可以改變電磁鐵磁性的強弱，因此電路中要有一個滑動變阻器．要使電磁鐵的左端為N極，由安培定則可以判定，電流要從電磁鐵的左端流入．故設(shè)計電路如下：

分析：（1）先過反射點做法線，然后根據(jù)入射光線、反射光線以及法線在同一平面內(nèi)，并且入射角等于反射角，確定反射光線的方向和入射角的大��；再根據(jù)入射光線、折射光線以及法線在同一平面內(nèi)，折射角小于入射角大致確定折射光線的方向．
（2）已知支點、動力和阻力的方向，根據(jù)力臂的畫法，過支點作動力作用線和阻力作用線的垂線段，即動力臂和阻力臂．
（3）要改變電磁鐵磁性的強弱，就需要從決定電磁鐵磁性強弱的因素電流大小、線圈匝數(shù)、有無鐵芯這幾方面去考慮．由于線圈匝數(shù)、鐵芯這兩個方面已經(jīng)確定．故只有從電流大小去考慮．要使小磁針靜止在圖示位置，就要使電磁鐵的左端為N極，右端為S極．然后利用安培定則來確定電流方向．
點評：本題考查光學(xué)、力學(xué)和電磁學(xué)的作圖，綜合性較強，注意以下幾點：
（1）根據(jù)光的反射定律和折射定律作圖時，注意入射角、反射角、折射角都是相應(yīng)的光線與法線的夾角，作圖時要特別注意．
（2）力臂即點到線的距離，先找點（支點），再作線（力的作用線），最后作點到線的距離．
（3）考查了學(xué)生對于有關(guān)電磁鐵知識的掌握情況，要求學(xué)生能運用所學(xué)的物理知識來解決實際問題，真正做到學(xué)以致用．