Question

（1）要使杠桿在如圖1所示位置靜止，畫出力F _A、F _B的力臂l_A、l_B．
（2）如圖2所示，一束光線從空氣斜射到水面時發生反射和折射，AO為入射光線，請作出反射光線、法線和大致的折射光線．
（3）將圖3中的螺線管連入你設計的電路中（在虛線方框內完成），要求：A、電路能改變螺線管磁性的強弱；B、使小磁針靜止時如圖所示．

Answer 1

解：（1）已知支點為O，過點O作力F_A的垂線段，即動力臂L_A；作力F_B的垂線段，即力臂L_B．如圖所示：
（2）過入射點作法線，根據反射角等于入射角畫出入射光線AO；根據折射角小于入射角畫出折射光線OC．如圖所示：
（3）要使小磁針在圖示位置靜止，就要保證電磁鐵的左端為N極，右端為S極．結合線圈繞向利用安培定則可以確定電流方向：從電磁鐵的左端流入，右端流出，進而確定了電源正負極在電路中的位置關系；
要改變電磁鐵的磁性，只能改變電磁鐵中電流的大小，所以要在電路中按裝一個滑動變阻器．
故設計電路如下圖所示：

分析：（1）力臂是支點到力的作用線的距離，因此要先確定支點，然后判斷力的方向，再過支點做出力的作用線的垂線，支點到力的作用線的距離，即為所求作的力臂．
（2）在光的反射中，三線一面，兩線分居，兩角相等．光從空氣中斜射入水中時，光的傳播方向會發生偏折，且折射角小于入射角．
（3）根據使小磁針在圖示位置靜止確定了螺線管的NS極，進而利用線圈繞向結合安培定則可以確定螺線管中的電流方向；
要改變一個固定的電磁鐵的磁性強弱，只能從改變通過它的電流入手分析．
點評：圖3難度雖然不大，但涉及了磁極間作用規律、滑動變阻器的使用、電磁鐵磁性強弱的決定因素以及安培定則四個知識點．綜合性較強，是一道好題．