Question

18．根據(jù)要求作圖：

（1）如圖a所示，輕質(zhì)杠桿A點(diǎn)掛一重物G，O為支點(diǎn)．請(qǐng)?jiān)贐處畫出使杠桿平衡的最小動(dòng)力F_l的示意圖，并作出阻力臂l₂．
（2）根據(jù)圖b中標(biāo)出的電流方向，從電池組、電流表、電壓表三個(gè)元件符號(hào)中選兩個(gè)填入電路空缺處．填入后要求：閉合開關(guān)，小燈泡L₁和L₂并聯(lián)且都能發(fā)光．
（3）如圖c是樓梯照明燈的模擬電路．要求是，在樓梯的上下兩端都能對(duì)燈進(jìn)行控制．請(qǐng)?jiān)趫D上補(bǔ)畫連接導(dǎo)線，使之符合這一要求．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)杠桿平衡的條件可得力臂越長(zhǎng)越省力，因此先確定最長(zhǎng)的力臂，從而確定最小的力F．
根據(jù)力臂是指從支點(diǎn)到力的作用線的距離作出阻力臂l₂．
（2）要使燈泡發(fā)光則必須有電源；兩只燈泡并聯(lián)說明每個(gè)燈泡獨(dú)立與電源組成通路．
電流表在電路中相當(dāng)于短路，并且與用電器串聯(lián)；電壓表與被測(cè)電路并聯(lián)，電壓表在電路中相當(dāng)于開路；
（3）要想使樓梯的上下端都能控制同一個(gè)燈，開關(guān)必須與燈泡串聯(lián)，但兩個(gè)開關(guān)是并聯(lián)的．

解答 解：（1）當(dāng)力F₁作用在B點(diǎn)，并且與桿垂直時(shí)，力臂最長(zhǎng)，最省力，由圖可知，要是杠桿平衡，最小力的方向應(yīng)該向上． 
反向延長(zhǎng)阻力F₂的作用線，從支點(diǎn)O向阻力的作用線引垂線，垂線段的長(zhǎng)即為阻力臂L₂，如圖所示：

（2）電源應(yīng)位于右端，且下端為負(fù)極；若左端為電壓表則燈泡L₁不發(fā)光、不符合題意；左端為電流表，兩燈泡并聯(lián)、且都發(fā)光，符合題意．
如下圖所示：

（3）由題意知，需要組成由兩個(gè)開關(guān)并聯(lián)后與一只燈泡串聯(lián)的照明電路．如圖所示；

點(diǎn)評(píng) （1）求最小的力是常見的題型，關(guān)鍵是找到最大的動(dòng)力臂，一般來說，支點(diǎn)與動(dòng)力作用點(diǎn)的連線就是最大的動(dòng)力臂．
（2）解決此類問題需要會(huì)根據(jù)電流的方向選擇合適的元件，會(huì)識(shí)別串聯(lián)電路和并聯(lián)電路．
（3）本題關(guān)鍵是明確單刀雙擲開關(guān)的原理．