Question

（1）如圖1，OB是一束光線由空氣射到水面時的反射光線，請你畫出入射光線和折射光線的大致方向并標出入射角的度數．

（2）如圖2，輕桿OB在外力作用下保持靜止（O為支點），請在圖中畫出動力臂和阻力臂．
（3）1820年，安培在科學院例會上做了一個小實驗，引起了與會科學家的極大興趣．他將一個螺線管從中間用細絲線懸掛起來，使之可以在水平方向上靈活轉動．實驗發現，通電螺線管靜止時兩端總是指向南北方向．若實驗中螺線管的繞線情況如圖3所示，且靜止時左端指南．請在圖中螺線管的兩端標上N、S極，并用箭頭在導線上標出電流的方向．

Answer 1

解：
（1）一束光線由空氣射到水面時，既要發生反射，又要發生折射，反射角等于入射角，折射角小于入射角．反射光線與水面的夾角為40°，則入射角和反射角均為50°．如圖所示：
（2）找出支點O，從O做F₁的作用線的垂線段就是F₁的力臂，從O做F₂的作用線的垂線段就是F₂的力臂．如圖所示：
（3）地球是個大磁體，其N極在地球的南極附近，其S極在地球的北極附近；因螺線管靜止時左端指南，由磁極間的相互作用可知螺線管左端為S極，右端為N極；則由右手螺旋定則可知電流由右側流入；
如圖所示：

分析：（1）OB是一束光線由空氣射到水面后的反射光線，在圖中畫出入射光線，標出入射角的度數，并畫出折射光線的大致方向．
（2）力臂的畫法：①首先根據杠桿的示意圖，確定杠桿的支點；②確定力的作用點和力的方向，畫出力的作用線；
③從支點向力的作用線作垂線，支點到垂足的距離就是力臂．
（3）由地磁場的特點利用磁極間的相互作用可判出螺線管的磁極，則由右手螺旋定則可得出電流方向．
點評：（1）本小題考查了光的反射定律和光的折射規律．光從空氣斜射入水中時，折射角小于入射角．
（2）作力臂時要找好支點與力的作用線，因為力臂是從支點到力的作用線的距離．
（3）本小題應掌握地磁場的特點、磁極間的相互作用及右手螺旋定則，均屬重點內容應熟練應用．