Question

（1）一個電源，一只開關，兩個阻值相同的電阻組成的電路，電源電壓恒為6V，當開關由閉合變為斷開時，電路總功率減少了6W，請設計符合題意的兩種不同電路，并填寫對應的電阻的阻值．
（2）畫出通電螺線管N、S極，并用箭頭在小磁針N極下方標出其轉動方向．
（3）如圖所示，當人曲臂將重物端起時，人的前臂可以看作一個杠桿．請在示意圖上畫出F₁和F₂的力臂．

Answer 1

分析：（1）由題意可知，開關由閉合到斷開時總功率減小，而電壓一定，則由P=

U2

R

可知，應使斷開開關后總電阻增大，因只有兩個電阻，則分別考慮串聯或并聯即可得出正確電路；
（2）根據電源的正負極可以確定線圈中的電流方向，再結合線圈的繞向，可以安培定則可以確定螺線管的NS極，進而利用磁極間的作用規律可以確定小磁針的轉動方向；
（3）力臂是從支點到力的作用線的距離．

解答：解：（1）由題意可知，開關斷開后，總功率減小，則說明電阻應該增大：
若兩電阻串聯，則應使開關閉合時，將一電阻短路，斷開時兩電阻同時接入電路；
若兩電阻并聯，則應閉合時兩電阻同時接入，而斷開時只有一個電阻接入；電路如下圖所示：

（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，結合線圈的繞向，可以確定螺線管的左端為S極，右端為N極；
由于異名磁極相互吸引，同名磁極相互排斥，所以小磁針的S極將靠近螺線管的N極，小磁針的N極將遠離螺線管的N極，而像右轉動，如下圖所示：

（3）從支點O分別向F₁和F₂做垂線，垂線段的長度分別是兩個力的力臂，如圖所示：

點評：（1）本題考查了電路圖的設計，注意根據題目中給出的條件找出可能的設計方案，同時根據功率公式求得電阻值；同時初中所考查的電路圖設計只限于簡單的串、并聯電路；
（2）安培定則共涉及三個方向：電流方向、磁場方向、線圈繞向，告訴其中的兩個方向可以確定其中的另一個方向；
（3）力臂的畫法，要搞清力臂的概念，找出支點、力的作用，從而根據概念畫出力臂．