Question

24、請按題目要求作圖．
（1）通電螺線管的N、S極如圖所示，請在圖中標出電源的正、負極．

（2）在圖中畫出使杠桿OA平衡時的最小動力F₁和阻力F₂的力臂．

（3）如圖所示，一束光線與水平面成30°角從空氣斜射到水面時，發生反射和折射，請你在圖中畫出它的反射光線（標出反射角的大小）和折射光線的大致方向．

（4）樓道里聲光控開關的工作特點是：白天光控開關是斷開的，晚上是閉合的；聲控開關有聲音時是閉合的，沒聲音時是斷開的．請在圖中連接好開關電路，使其能合乎實際要求．

Answer 1

分析：（1）由小磁針的指向可知磁場的方向，由磁場的方向可判斷電磁鐵的磁極，再由右手螺旋定則可判出電流方向及電源的正負極；
（2）根據杠桿平衡的條件可知，力臂越長越省力，而OA的力臂最長，所以根據力臂的畫法，過A點做OA的垂線即可；過O點做阻力作用線的垂線段即為阻力的力臂．
（3）由反射定律可得，反射光線與入射光線分居在法線兩側，且關于法線對稱，故可得出反射光線及反射角；由折射定律可得，折射光線與入射光線分居在法側兩側，由空氣進入水中時，折射角要小于入射角；
（4）聲光控燈應在晚上且有人走動時發光，故應只有兩開關同時閉合時才能發光，所以可知兩開關應串聯．

解答：解：（1）由小磁針的指向可知磁感線向左，則電磁鐵右端為N極，則由右手螺旋定則可得電源左側為正極；
故答案如圖：

（2）從支點向F₂的作用線作垂線，則垂線段即為F₂的支臂；由力矩平衡得，當力臂最大時，所用力最小，故當力作用在A點且與桿垂直時力F₁最小．
故答案如圖：

（3）由光的反射定律可知，反射光線與入射光線分布在法線兩側且關于法線對稱，故反射角為60°；由折射定律可得，折射光線與入射光線分布在法線兩側，由空氣射向水面時，在水中折射角要小于入射角，故答案如圖：

（4）由已知可得，兩燈應能同時控制燈泡發光，故兩類應串聯，故直接將開關左側連上即可，故答案如圖：

點評：本題考查了幾種常見作圖題：通電螺線管的極性、力臂、光的反射與折射及電路作圖；要根據所學物理知識同時注意作圖的要求進行作圖．