Question

请你按照下列要求作图
（1）画出松手后铁锁运动到图1所示的A位置时，铁锁受到重力的示意图．
（2）请你完成如图2的光路图．
（3）如图3所示，根据小磁针静止时的指向，标出电源的正极及通电螺线管的N极位置．
（4）请画出图4中拉开右边眼镜脚的力F的力臂．

Answer 1

解：（1）过铁锁重心沿竖直方向画一条带箭头的线段，并用符合G表示，如下图所示：
（2）入射光线过焦点，则折射光线平行于主光轴．如下图所示：
（3）小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向，在磁体周围，磁感线是从磁体的N极出发回到S极．小磁针N极水平向左，所以可知该点的磁场方向向左，说明磁感线是从通电螺线管的右边出发回到S极，即可知通电螺线管的右端是N极，左端是S极．
根据安培定则：用右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极，则四指弯曲的方向就是螺线管中的电流方向（已知极性也可以根据安培定则判定出电流方向）．电流方向是“后上前下”，由此可知，电源的左端是正极，右端是负极．如下图所示：
（4）右边眼镜脚是以图中的O点为支点的，过O点做动力F的垂线，标上垂足，表示出这段距离，记为L．如下图所示：

分析：（1）重力是物体由于地球的吸引而受到的力，其方向永远竖直向下；
（2）对于凸透镜：过焦点射向凸透镜的光线，经过凸透镜折射后将平行于主光轴传播；
（3）先根据小磁针静止时N极的指向判定出通电螺线管的N、S极，然后根据安培定则判定出螺线管中的电流方向，最后根据电流方向判定出电源的正、负极．
（4）画力臂首先要找到支点，然后过支点做力作用线的垂线段即可．
点评：（1）无论物体处于什么状态，物体所受重力的方向都是竖直向下的．
（2）凸透镜的特殊光线有三条：过光心的光线其传播方向不变，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴．
（3）本题综合考查了磁场的方向、电流的方向、通电螺线管的极性跟电流方向之间的判定，是一道好题．
（4）掌握杠杆的五个要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂．力臂为支点到力的作用线的距离．