Question

13．（1）如圖所示，輕質杠桿可繞O點在豎直面內旋轉，畫出使杠桿保持平衡的最小力F₁的示意圖和對應的力臂l₁．
（2）在圖中，將電源、電流表、電壓表三個元件符號正確填進電路的空缺處．要求開關S閉合后；（a）電流方向如圖所示；（b）移動滑動變阻器的滑片P，小燈L 變亮時，電壓表的示數變大．

Answer 1

分析 （1）已知力的作用點，連接支點與力的作用點（即最長的力臂）；根據力臂越長，作用力越小的思路進行分析，然后再根據力與力臂的關系以及阻力的作用畫出最小力的方向．
（2）根據電壓表應與被測用電器并聯，電流表應與用電器串聯，再結合移動滑動變阻器的滑片P，小燈L變亮時，電壓表的示數變小可判斷各元件的位置．

解答 解：
（1）O為支點，所以力作用在杠桿的最右端A點，并且力臂是支點O到杠桿最右端的距離時，力臂最長，由杠桿平衡條件知此時的力最小．所以連接OA，然后過A點作垂直于OA、方向斜向上的最小作用力F₁．如圖所示：
（2）根據電壓表應與被測用電器并聯，由圖可知，左右兩個位置不可能是電壓表，則電壓表應在中間的位置．
根據移動滑動變阻器的滑片P，小燈L變亮時，說明滑動變阻器控制燈泡亮度，即與燈泡串聯，電壓表的示數變小，說明電壓表測的是滑動變阻器兩端的電壓，則右側的位置應該是電源，左側的位置應該是電流表．且電源的正極朝上．如圖所示：

點評 （1）此題主要考查了杠桿中最小力的問題．解決此類題目的關鍵是確定出最長的力臂，并根據力臂的畫法做出最小的力．
（2）明確電流表、電壓表、電源的連接要求，并特別注意小燈L變亮時，電壓表的示數變小這一條件，是正確判斷的關鍵．