Question

14．（1）請畫出圖1中動力F₁的力臂L₁和5kg的物體所受重力的示意圖．
（2）在圖2中標出開關S閉合后電源的正極和置于螺線管正上方小磁針的北極．
（3）如圖3所以，一束光射向凸透鏡經折射后，折射光線射到一個平面鏡上，請在圖中畫出射向凸透鏡這束入射光和經平面鏡反射的光路，并標出反射角的角度．

Answer 1

分析 （1）畫力臂的方法：首先確定支點；然后找到動力和阻力，并用虛線延長動力和阻力的作用線；用虛線做支點到動力作用線和阻力作用線的垂線．
重力的方向總是豎直向下、作用點要畫在物體上．如圖所示：
（2）由螺線管的磁極可知電流方向及電源的正負極；由磁感線的特點可知小磁針所在處的磁感線方向，則可知小磁針的北極指向．
（3）根據平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后折射光線通過焦點來作出入射光線；
反射定律：反射光線、入射光線、法線在同一個平面內，反射光線與入射光線分居法線兩側，反射角等于入射角來作圖．

解答 解：（1）由圖可知支點是O點，延長力的作用線，從O點向動力F₁的作用線作垂線，支點到垂足的距離就是力臂L₁．
重力的方向總是豎直向下的，重心要畫在物體上．大小為G=mg=5kg×10N/kg=50N，如圖所示：

（2）螺線管N極在右端，則由右手螺旋定則可得，電流由左側流入，故電源的左端為正極；
因外部磁感線由N極指向S極，則小磁針所在位置的磁場向左，則小磁針N極應向左；如圖所示：

（3）經凸透鏡的折射光線過焦點，則入射光線平行于主光軸；
過平面鏡的入射點垂直鏡面作出法線，因為入射光線與鏡面的夾角為30°，則入射角為：90°-30°=60°，則反射角也為60°，根據反射角等于60°在法線右側作出反射光線，并標出反射角；如圖所示：

點評 （1）掌握杠桿的五個要素：支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂．力臂為支點到力的作用線的距離，為一垂線段，不是直線．
（2）右手螺旋定則不但可以由電流方向判斷磁極的方向，也可由磁極方向判斷電流的方向及電源的正負極．
（3）凸透鏡有三條特殊光線：過光心的光線其傳播方向不變；過焦點的光線經凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸；平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后折射光線通過焦點；
熟記反射定律的內容：射光線、入射光線、法線在同一個平面內，反射光線與入射光線分居法線兩側，反射角等于入射角，并會作圖．