Question

5．（1）如圖1所示，凸透鏡的主光軸垂直于平面鏡，一束平行于主光軸的光先后經(jīng)凸透鏡折射和平面鏡反射后，平面鏡前的人看到經(jīng)過平面鏡反射后的光束好像是從平面鏡后的P點射出（P點在凸透鏡的主光軸上）．請你找出凸透鏡的一個焦點F，并完成光線α的光路圖．

（2）如圖2所示為自行車腳踏板的示意圖，現(xiàn)用80N力沿虛線方向作用在腳踏板A點上使車前進，請在圖中畫出該力的示意圖，并畫出該力的力臂．
（3）在如上所示的圖3中繞制螺線管，當(dāng)S合上且變阻器滑片向左移動彈簧伸長．

Answer 1

分析 （1）由題知，平面鏡前的人看到經(jīng)平面鏡反射后的光束好像是從平面鏡后的P點射出，則P為a經(jīng)凸透鏡的折射光線與主光軸交點F的像，F(xiàn)為凸透鏡的焦點，然后結(jié)合凸透鏡的三條特殊光線和光的反射定律完成光路圖．
（2）知道力的作用線，方向斜向下，畫一帶箭頭的線段表示這個力；力臂是支點到力作用線的垂直距離，先找到支點，然后由支點向力的作用線引垂線，支點到垂足的距離就是力臂．
（3）由題意可知，通電后彈簧要伸長，則螺線管與條形磁鐵應(yīng)相互吸引，故可知螺線管的上端磁極，則由右手螺旋定則可知線圈的環(huán)繞方向．

解答 解：
（1）做P關(guān)于平面鏡的對稱點F，則F是a經(jīng)凸透鏡的折射光線與主光軸交點，即：凸透鏡的焦點，平行主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將過焦點，據(jù)此畫出折射光線，得出入射點O，再根據(jù)反射后的光束好像是從平面鏡后的P點射出畫出反射光線，如圖所示：

（2）作用在腳踏板A點上的力，大小是80N，方向斜向下，在線段末端畫出箭頭，標(biāo)出力的大小F=80N；支點為轉(zhuǎn)動軸，由支點向力的作用線引垂線，支點到垂足的距離就是力臂L，如圖所示：

（3）要使閉合開關(guān)后彈簧伸長，應(yīng)使兩磁鐵相互吸引，則由磁極間的相互作用可知，電磁鐵上端應(yīng)為N極，則由右手螺旋定則可知，電流應(yīng)由上端流入；如圖所示：

點評 （1）凸透鏡有三條特殊光線：過光心的光線其傳播方向不變；過焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸；平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線通過焦點．利用好“反射后的光束好像是從平面鏡后的P點射出”確定焦點F是本題的關(guān)鍵．
（2）力臂是支點到力作用線的垂直距離，所以，作力臂時一定要從支點開始向力的作用線引垂線．
（3）本題首先由磁極間的相互作用確定螺線管的磁極，再由右手螺旋定則根據(jù)電流方向判斷線圈的繞向即可；請記住右手螺旋定則不但能判斷磁極的方向，還能根據(jù)磁極方向和電流方向判斷線圈的繞向．