Question

按题目要求作图
（1）完成图所示甲乙两图中的光路图
（2）标出图丙中通电螺线管和小磁针的南北极（用“N”和“S”表示）
（3）如图丁所示，杠杆在力F₁、F₂的作用下（F₁未画出）处于平衡状态，l₁是力F₁的力臂．请在图中画出F₂的力臂l₂和F₁的示意图．

Answer 1

分析：（1）对于凹透镜：平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点；
对于凸透镜：过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴．
（2）已知电流方向，则由右手螺旋定则可知螺线管的磁极，再由磁极间的相互作用，可知小磁针静止时磁极的分布．
（3）力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，据此画出力臂的垂线，与杠杆的交点为F₁的作用点，为使杠杆平衡，F₁的方向应该向下，据此画出动力示意图．

解答：解：（1）平行于主光轴的光线经凹透镜折射后的光线的反向延长线过焦点；过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴；如下图所示：
（2）由图可知螺线管右方流入，则由右手螺旋定则可知，将四指沿电流方向握住螺线管，则大拇指指向右端，故螺线管右端应为N极，左端为S极；因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故小磁针左端应为S极，右端为N极．
（3）过点O作F₂作用线的垂线段，即为F₂的力臂l₂；过动力臂l₁的末端作垂直于l₁的作用线，与杠杆的交点为F₁的作用点，F₁的方向向下，在线段末端标出箭头，标出动力F₁．如下图所示：

点评：本题考查了杠杆平衡条件、凸透镜和凹透镜答三条特殊光线，力臂的概念、力的示意图的画法，知道力臂是从支点到力的作用线的垂直距离是关键．易错点将垂足当做动力作用点．