Question

（1）請在圖甲中標出螺線管的磁極并畫出磁感線的方向．
（2）如圖乙所示，方框內是由兩個相同的電阻和一個開關組成的電路，當閉合開關時，電流表示數變為原來的兩倍，畫出方框內電路連接的情況．（電源電壓保持不變）
（3）如圖丙所示的曲棒ABC可繞A點的轉動，請畫出使曲棒ABC在圖中位置保持平衡時所需最小力F和力F的力臂L．

Answer 1

【答案】分析：（1）由安培定則可判出磁極的方向，由磁極可畫出磁感線的方向．
（2）開關閉合后，電流表的示數為原來的2倍，說明開關閉合后，電路中的電阻變小，且為原來的二分之一．
給出了兩個阻值相同的電阻，使兩個電阻連接時產生倍數關系的方法有兩種：
①兩電阻串聯時，等效阻值是一個電阻連入電路時的二倍，那么可用開關與其中一個電阻并聯來達到設計要求；
②兩電阻并聯時，等效阻值是一個電阻連入電路時的二分之一，因此用開關控制其中一個電阻，即可達到設計要求．
（3）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AC是力臂時，力是最小的．
解答：解：（1）右手握住螺線管，四指沿電流方向，大拇指指向N極的方向，則右則為N極，磁體外部磁感線由N極指向S極．
故答案為：

（2）有兩種方法：
①兩電阻串聯，開關與其中一個電阻并聯．
開關斷開時，兩電阻串聯接入電路；開關閉合時，與開關并聯的電阻被短路，此時只有一個電阻連入電路，總電阻變為原來的二分之一，電流變為原來的2倍，符合設計要求；
②兩電阻并聯，開關控制其中一個電阻．
開關斷開時，只有一個電阻連入電阻；開關閉合時，兩個等值電阻并聯接入電阻，則總電阻為每個電阻阻值的二分之一，由歐姆定律可知，此時的電流為開關斷開時的2倍，符合設計要求．
故答案為：

（3）力臂越長越省力，最長的力臂即支點與作用點的連線，然后根據力臂的畫法作出垂直于力臂的作用力即可．
故答案為：

點評：求最小的力是常見的題型，不管杠桿是直的還是彎的，關鍵是要找到離支點最遠的點從而做出最長的力臂．