Question

（1）在杠桿上的A點掛一重物，在C點對杠桿施加一個最小的力，使杠桿平衡在圖1中所示的位置．試畫出這個力的示意圖和力臂．
（2）家庭電路中短路故障常用校驗燈來查找，其方法是：斷開所有用電器的開關．將一個普通的白熾燈L與那個熔斷的熔絲并聯，如圖2所示．閉合總開關，接下來的操作如下表：

開關 S1	開關 S2	效驗燈L
閉合	斷開	暗紅色（發光不正常）
斷開	閉合	正常發光

①短路故障發生在

L₂

（選填：“L₁”或“L₂”）支路上．
②請你在虛線框內畫出S₁閉合、S₂斷開時等效電路圖．

Answer 1

分析：（1）由杠桿的平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂，知阻力×阻力臂是定值時，當力臂最大時，即力臂為OC時，力是最小的．
（2）當檢驗燈泡發光而亮度不夠，則加在燈泡上必有電壓，但此電壓應小于220V，此時應該是檢驗燈泡與另一電阻（如另一燈泡）串聯接在火線與零線之間．
當檢驗燈泡正常發光時，該燈泡兩端的電壓應為220V，則此時一定是燈泡的一端與火線相接，另一端與零線相接．
按照電流法，從火線開始，經燈泡L、燈泡L₁到零線做出電路圖．

解答：解：
（1）根據杠桿平衡條件，要想動力最小，動力臂就要最大，因為支點是O點，當力作用在C點時，力臂最長．所以只要作一個力，使力的作用線與OC垂直即可，如圖：

（2）①閉合總開關后，開關S₁閉合、開關S₂斷開時，校驗燈L與燈泡L₁串聯，現象是校驗燈發光為暗紅色，表明校驗燈不正常發光，則校驗燈兩端的電壓應小于220V，所以在燈泡L₁上必加有電壓，即燈泡L₁正常．
②閉合總開關后，開關S₁斷開、開關S₂閉合時，校驗燈L與燈泡L₂串聯，現象是校驗燈正常發光，則校驗燈兩端的電壓應等于220V，所以在燈泡L₂上沒有加電壓，即燈泡L₂處相當于導線，就是出現短路現象．
閉合總開關后，開關S₁閉合、開關S₂斷開時，從火線開始，經燈泡L、燈泡L₁到零線，如圖：

點評：（1）當杠桿平衡時，要使力最小，力臂要最長，最長力臂就是支點到作用點的距離．
（2）本題考查了家庭電路中短路故障檢查、等效電路圖的畫法等．要知道判斷方法，在生活中要會運用．