Question

（2010?平南縣二模）（1）請在圖中，畫出入射光線經過凸透鏡后的折射光線．

（2）請作出如圖可繞A點轉動的曲棒平衡時所需的最小的力的示意圖及其力臂．

（3）根據圖中小磁針靜止時的狀態，作出條形磁鐵A端的極性和電源的正負極．

Answer 1

分析：（1）根據過焦點的光線經凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸；平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后折射光線通過焦點作出兩條入射光線的折射光線．
（2）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．
（3）根據磁極間的相互作用規律，利用小磁針的NS極，可以確定條形磁鐵和電磁鐵的N極；根據電磁鐵的NS極和線圈的繞向，利用安培定則可以確定電流的方向，進而得到電源的正負極．

解答：解：（1）平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后折射光線通過焦點來畫；過焦點的光線經凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸畫，如圖所示：

（2）由杠桿的平衡條件知，當力臂最大時，即AC是力臂時，力是最小的，故過A點作里的作用線F的垂線即可，如下圖所示：

（3）因小磁針的下端為N極，根據異名磁極相互吸引，所以由此可知，與N極相互靠近的一定是異名磁極，所以條形磁鐵的右端和螺線管左端都是S極；
根據電磁鐵的繞向和NS極，安培定則可以確定電流從電磁鐵的左端流入，右端流出，由此可知，電源的左端為正極，右端為負極．如下圖所示：

點評：（1）凸透鏡有三條特殊光線：過光心的光線其傳播方向不變；過焦點的光線經凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸；平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后折射光線通過焦點；要求做到內容與作圖熟練結合．
（2）本題考查了最小力的畫法，是利用了杠桿的平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂．
（3）此題的入手點是條形小磁針的NS極，利用磁極間作用規律確定電磁鐵的NS極，利用安培定則確定電流的方向和電源的正負極．