Question

作圖

①圖1中小球靜止放在水平地面上．請在圖中作出小球受力的示意圖．
②如圖2所示，請分別標出通電螺線管和小磁針的N、S極．
③完成圖3中光路圖．

Answer 1

解：①由于此時小球受到重力和支持力的作用，這兩個力的作用點都作用在其中心上，即按力的示意圖的做法畫出這兩個力即可，如圖所示：

②據安培定則，用右手握住螺線管，四指從右邊的那根線入手去握，此時大拇指所指的就是螺線管的N極，即該螺線管的右邊是N極；據磁極間的作用規律知，小磁針處于靜止，即小磁針的左邊與螺線管的左邊是異名磁極，故小磁針的左邊是S極，其右邊是N極，其圖如下：

③據通過凹透鏡的三條特殊光線分析即可，即平行于主光軸的光線經凹透鏡后發散，其發散光線的反向延長線會經過其另一側的焦點，入射光線的延長線過焦點，該光線經凹透鏡后一定成為平行光．答案見下圖．

當光從空氣中斜射入水中，故要先畫出法線，空氣中的入射光線與法線的夾角為入射角；水中的折射光線與法線的夾角為折射角．當光從空氣斜射入水中時，入射光線和折射光線分居法線的兩側，入射角大于折射角，答案見下圖．

分析：（1）靜止在水平面上的小球受重力和支持力作用，根據重力方向豎直向下、水平面上物體所受支持力方向豎直向上以及規則物體的重心在物體的幾何中心，過重心表示出重力和支持力的方向．
（2）據原題中的電源的正負極，利用安培定則可判斷出該通電螺線管的N、S極，再利用磁化的知識判斷出小磁針的兩極．
（3）凹透鏡又叫發散透鏡，平行于主光軸的光線經凹透鏡后發散，其發散光線的反向延長線會聚于主光軸上的點即為焦點；據光路的可逆性知，若入射光線的延長線過焦點，該光線經凹透鏡后一定成為平行光．
（4）根據折射規律可知：當光從空氣斜射入水中時，入射光線和折射光線分居法線的兩側，入射角大于折射角．
點評：本題考查了力的示意圖、安培定則的應用及光路圖的做法，是一道綜合題，難度較大．