Question

按要求完成下列各圖．

（1）請根據凹透鏡對光線的作用完成光路．
（2）如圖乙所示，使用羊角錘拔釘子，動力作用在錘柄上的A點．請作出拔釘子時所用最小動力F₁的示意圖及阻力F₂的力臂L₂．
（3）試根據小磁針靜止時磁極的指向，在圖中標出通電螺線管的N極和電源的“+”極．

Answer 1

分析：（1）先確定所給的入射光線和折射光線的特點，然后根據凹透鏡的光學特點作圖．
（2）由杠桿的平衡條件可知，當動力臂最大時，動力最小，即最省力．連接支點和力的作用點A即是最大動力臂，當作用力與之垂直時，作用力最小．
（3）根據小磁針的指向可以確定螺線管NS極，利用圖示的線圈繞向和螺線管的NS極，根據安培定則可以確定螺線管中的電流方向，進而確定電源的正負極．

解答：解：（1）平行于主光軸的光線經凹透鏡折射后變得發散，其折射光線的反向延長線過焦點；
過光心的入射光線，經過凹透鏡折射后，其傳播方向不變，由此可以畫出其折射光線如下圖所示：
（2）從支點O向F₂的作用線引垂線，垂線段的長度即為L₂，連接OA，做OA的垂線，方向向右，即為最小的動力，如圖所示：
（3）小磁針的N極靠近螺線管的右端，根據磁極間的作用規律可以確定螺線管的右端為S極，左端為N極．
根據螺線管的左端為N極，結合圖示的線圈繞向，利用安培定則可以確定線圈中的電流方向是從右端流入左端流出，所以電源的右端為正極，左端為負極．

點評：（1）關于凸透鏡或凹透鏡的特殊光線的作圖，把握住入射光線與對應的折射光線的特點是解決此類題目的關鍵． 
（2）求最小的力是常見的題型，關鍵是要找到離支點最遠的點從而做出最長的力臂．
（3）常見磁鐵的磁感線的形狀應牢記：如條形磁鐵、蹄形磁鐵、通電螺線管等．