Question

7．（1）在甲圖中畫出動力F₁和阻力F₂的力臂，并分別用字母L₁和L₂表示．
（2）將一平面鏡斜放在裝有水的水槽中，有一束光線垂直射向水面如圖乙所示，請畫出這束光線在水中行進(jìn)最后射出水面的光路圖．
（3）請根據(jù)圖丙中螺線管導(dǎo)線中電流的方向標(biāo)出螺線管的N、S極和小磁針的N極．

Answer 1

分析 （1）力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離，因此要先確定支點(diǎn)，然后判斷力的方向，再過支點(diǎn)做出力的作用線的垂線，支點(diǎn)到力的作用線的距離，即為所求作的力臂．
（2）當(dāng)光垂直射到水面上時，傳播方向不變，射到平面鏡上時，遵循光的反射定律，當(dāng)光從水中斜入空氣中時，折射角大于入射角；
（3）利用螺線管中電流的方向和線圈的繞向，根據(jù)安培定則確定螺線管的NS極；然后利用磁極間的作用規(guī)律確定小磁針的N、S極．

解答 解：
（1）已知支點(diǎn)為O，過點(diǎn)O作力F₁的垂線段L₁，作力F₂的垂線段L₂，那么L₁、L₂即為所求作的力臂．如圖所示：

（2）①先畫出光線垂直射入水中，此時光線方向不變．
②接著畫光在平面鏡上的反射：先畫法線，然后反射光線和入射光線分居法線的兩側(cè)，反射角等于入射角．
③最后畫光從水中射入空氣中：先畫法線，然后入射光線和折射光線分居法線的兩側(cè)，且折射角大于入射角，如圖所示：

（3）根據(jù)螺線管中電流的方向和線圈的繞向，利用安培定則可以確定螺線管的左端為N極、右端為S極．
當(dāng)小磁針靜止時，根據(jù)磁極間的作用規(guī)律可知，相互靠近的一定是異名磁極．因此可以確定小磁針的左端為S極，右端為N極．如圖所示：

點(diǎn)評 （1）考查了力臂的作法，關(guān)鍵是要作出支點(diǎn)到力的作用線的垂線段；
（2）考查了光的折射規(guī)律和光的反射定律．注意當(dāng)光垂直入射到另一種介質(zhì)中時，傳播方向不變，即折射角和入射角都是0°；
（3）小磁針的N、S極是由螺線管的N、S極來確定的，因此確定螺線管的N、S極是解決此題的突破口．