Question

1．按要求作圖（保留作圖痕跡）：

（1）如圖1所示，兩條入射光線分別過凸透鏡的焦點F和光心O，分別畫出經過凸透鏡折射后的光線．
（2）使用撬棒，把滾落在公路上的石塊1移動，如圖2所示，若要求用力最小．請在撬棒上標出支點0的位置，并畫出這個最小的力F．
（3）如圖3所示，開關S閉合后，小磁針在條形磁體和通電螺線管的共同作用下，在圖中位置處于靜止狀態，請你根據條形磁鐵的極性標出小磁針的N、S極，并用“+”、“-”標出電源的正負極．

Answer 1

分析 （1）在作凸透鏡的光路圖時，先確定所給的光線的特點再根據透鏡的光學特點來作圖．
（2）杠桿的支點是指杠桿圍繞轉動的固定點，因此，找到在杠桿轉動時，那個不動的點尤為重要．要使杠桿更省力，杠桿動力臂就得更長，因此，分析出哪種用法時動力臂更長，就說明此時最省力．
（3）根據磁極間的相互作用規律，利用條形磁鐵的N極，可以確定小磁針以及電磁鐵的NS極；根據電磁鐵的NS極和線圈的繞向，利用安培定則可以確定電流的方向，進而得到電源的正負極．

解答 解：（1）通過焦點的光線經凸透鏡折射后將平行于主光軸；過光心的光線經凸透鏡折射后傳播方向不改變．如圖所示：

（2）讀圖可知，當用力撬石塊1時，杠桿圍繞A點轉動，即以A為支點時，杠桿的動力臂為AB最長，動力最小；過點B作垂直于最長力臂AB的力，方向斜向左上方，如圖所示：

（3）條形磁鐵的左端為N極，異名磁極相互吸引，所以與N極相互靠近的一定是異名磁極，由此可知，小磁針的下端為S極，電磁鐵的右端為N極．
根據電磁鐵的繞向和NS極，安培定則可以確定電流從電磁鐵的左端流入，右端流出，由此可知，電源的左端為正極，右端為負極．故標出小磁針和電源的正負極如下圖所示：

點評 （1）凸透鏡的三條特殊光線：①通過焦點的光線經凸透鏡折射后將平行于主光軸．②平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后將過焦點．③過光心的光線經凸透鏡折射后傳播方向不改變．
（2）本題的解題關鍵是通過杠桿的平衡條件得出：在阻力跟阻力臂的乘積一定時，動力臂越長，動力越小的結論．
（3）此題的入手點是條形磁鐵的NS極，利用磁極間作用規律確定電磁鐵的NS極，利用安培定則確定電流的繞向．