Question

（1）如圖甲所示是重為50N的物體在兩個力的作用下，沿虛線方向勻速上升的情況，請你作出該物體所受力的示意圖
（2）請在圖乙中標出：通電螺線管A端和永磁體B端的磁極以及磁感線的方向．
（3）如圖丙，在杠桿AB上掛了一個重為G 的物體．為使杠桿在圖中的位置靜止．請在杠桿上畫出最小的動力F 和它的方向．
（4）在湖底有一盞燈，它發出的光在進入空氣時發生了折射．請在圖丁中大致畫出其中一束光線AO的折射光線．

Answer 1

解：（1）該物體一定受到豎直向下的重力；另外兩個力使物體沿著圖示的方向運動，只能說明這兩個力的合力是向這個方向的，因此只要兩個力的合力滿足這個方向的力都符合條件．答案如下圖所示：

（2）根據電源的正負極可以確定電流從螺線管的左端流入，右端流出，結合線圈繞向可以確定螺線管的左端為N極，右端（A）端為S極；根據AB之間磁感線的形狀可知，AB兩個磁極相互排斥，所以B端也是S極，磁感線在磁體的周圍，從N極出發回到S極，所以確定了磁感線的方向是指向磁極的．答案如下圖所示：

（3）要使作用在杠桿上的動力最小，就要使動力臂最大，即在杠桿上找一點，使該點到杠桿的距離最大，這個最大的距離即為最大的動力臂．由圖可知，B點到支點O的距離最大，所以OB即為動力臂，做OB的垂線，即為最小的動力作用線．其方向與貨物重力使杠桿的轉動方向相反，所以應該是垂直于OB斜向上．答案如下圖所示．

（4）過入射點O作垂直于水面的法線，由此確定了入射角的大小以及入射光線在法線的左側，利用光的折射規律可以做出對應的折射光線．答案如下圖所示：

分析：（1）首先分析出該物體受幾個力的作用，然后畫出其受到力的示意圖．
（2）利用螺線管的繞向以及電流方向，根據安培定則可以確定A的極性；根據磁感線的形狀確定AB兩個磁極間的相互作用情況，從而可以確定B的極性；根據磁感線方向的特點，利用AB的磁極，可以確定磁感線的方向
（3）在阻力和阻力臂不變的情況下，要使動力最小，根據杠桿的平衡條件，可知，就要使動力臂最大，因此在確定杠桿的最大動力臂是解決此題的關鍵．
（4）光從水中進入空氣，利用光的折射規律可以做出入射光線對應的折射光線．
點評：在第一問中，兩個兩個力的方向是不唯一的，只要滿足合力的方向與v的方向一致，即可，因此可以利用平行四邊形法則做出無數組符合要求的兩個力．