Question

20．按題目要求作圖：

（1）圖甲中，光線AO從空氣中斜射向水面，請畫出它的反射光線和大致的折射光線．
（2）圖乙中，物體漂浮在水面上，請作出物體受到的重力G和浮力F的示意圖．
（3）圖丙中，杠桿OBA在圖示位置靜止，請畫出作用在A點的最小力F及其力臂L．
（4）圖丁中，小磁針在圖示位置靜止，請標出通電螺線管的N極和電源的正極．

Answer 1

分析 （1）根據反射定律：反射光線、入射光線、法線在同一個平面內，反射光線與入射光線分居法線兩側，反射角等于入射角，作出反射光線；根據光由空氣斜射進入水中折射光線向法線偏折，折射角小于入射角作出折射光線．
（2）物體漂浮時，浮力等于重力，重力的方向總是豎直向下和浮力的方向總是豎直向上，過重心表示出重力和浮力的大小和方向．
（3）根據杠桿平衡的條件，在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下，要使所用的動力最小，必須使動力臂最長．
（4）①根據磁極間的相互作用規律判斷出通電螺線管的磁極；
②根據安培定則判斷出電流的方向從而找到電源的正負極．

解答 解：（1）在空氣中法線的另一側作出反射光線，注意反射角等于入射角；在水中法線的另一側作出折射光線，注意折射角小于入射角，如圖所示：
（2）物體漂浮，則浮力F=G，過重心作豎直向下的重力和豎直向上的浮力，如圖所示：
（3）連接OA就是最長的動力臂，根據杠桿平衡的條件，要使杠桿平衡動力方向向上，據此可畫出最小的動力；如圖所示：
（4）①根據異名磁極相互吸引的規律可知，通電螺線管靠近小磁針N極的一端為S極，所以通電螺線管的右端是S極，左端是N極．
②根據安培定則，伸出右手握住螺線管使大拇指指示通電螺線管的N極，則四指彎曲所指的方向為電流的方向，所以電流由螺線管的右端流入，即電源的右端為正極，電源左端是負極．如下圖所示：

點評 （1）在兩種透明介質的界面上，折射和反射一般是同時發生的，反射光線與入射光線在同種介質中，折射光線和入射光線在不同種介質中．
（2）考查重力的方向和浮力方向的記憶情況，并且會用力的示意圖表示力的三要素．
（3）考查重力示意圖和最小動力的確定；由杠桿的平衡條件，杠桿中最小作用力問題，可以轉化為最大力臂問題，解題的關鍵是找出最長的力臂．
（4）磁極間的相互作用規律與安培定則相結合是電磁學方面的常見題型，一般有兩個思路：①由小磁針的指向判斷通電螺線管的磁極，進而判斷電流的方向或繞線；②根據右手定則判斷出通電螺線管磁極，進而判斷出小磁針的指向．