Question

按題目要求作圖
（1）完成圖所示甲乙兩圖中的光路圖
（2）標出圖丙中通電螺線管和小磁針的南北極（用“N”和“S”表示）
（3）如圖丁所示，杠桿在力F₁、F₂的作用下（F₁未畫出）處于平衡狀態，l₁是力F₁的力臂．請在圖中畫出F₂的力臂l₂和F₁的示意圖．

Answer 1

【答案】分析：（1）對于凹透鏡：平行于主光軸的光線經凹透鏡折射后折射光線反向延長通過焦點；
對于凸透鏡：過焦點的光線經凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸．
（2）已知電流方向，則由右手螺旋定則可知螺線管的磁極，再由磁極間的相互作用，可知小磁針靜止時磁極的分布．
（3）力臂是從支點到力的作用線的垂直距離，據此畫出力臂的垂線，與杠桿的交點為F₁的作用點，為使杠桿平衡，F₁的方向應該向下，據此畫出動力示意圖．
解答：解：（1）平行于主光軸的光線經凹透鏡折射后的光線的反向延長線過焦點；過焦點的光線經凸透鏡折射后平行于主光軸；如下圖所示：
（2）由圖可知螺線管右方流入，則由右手螺旋定則可知，將四指沿電流方向握住螺線管，則大拇指指向右端，故螺線管右端應為N極，左端為S極；因同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，故小磁針左端應為S極，右端為N極．
（3）過點O作F₂作用線的垂線段，即為F₂的力臂l₂；過動力臂l₁的末端作垂直于l₁的作用線，與杠桿的交點為F₁的作用點，F₁的方向向下，在線段末端標出箭頭，標出動力F₁．如下圖所示：

點評：本題考查了杠桿平衡條件、凸透鏡和凹透鏡答三條特殊光線，力臂的概念、力的示意圖的畫法，知道力臂是從支點到力的作用線的垂直距離是關鍵．易錯點將垂足當做動力作用點．