Question

按要求完成下列各图．

（1）请根据凹透镜对光线的作用完成光路．
（2）如图乙所示，使用羊角锤拔钉子，动力作用在锤柄上的A点．请作出拔钉子时所用最小动力F₁的示意图及阻力F₂的力臂L₂．
（3）试根据小磁针静止时磁极的指向，在图中标出通电螺线管的N极和电源的“+”极．

Answer 1

分析：（1）先确定所给的入射光线和折射光线的特点，然后根据凹透镜的光学特点作图．
（2）由杠杆的平衡条件可知，当动力臂最大时，动力最小，即最省力．连接支点和力的作用点A即是最大动力臂，当作用力与之垂直时，作用力最小．
（3）根据小磁针的指向可以确定螺线管NS极，利用图示的线圈绕向和螺线管的NS极，根据安培定则可以确定螺线管中的电流方向，进而确定电源的正负极．

解答：解：（1）平行于主光轴的光线经凹透镜折射后变得发散，其折射光线的反向延长线过焦点；
过光心的入射光线，经过凹透镜折射后，其传播方向不变，由此可以画出其折射光线如下图所示：
（2）从支点O向F₂的作用线引垂线，垂线段的长度即为L₂，连接OA，做OA的垂线，方向向右，即为最小的动力，如图所示：
（3）小磁针的N极靠近螺线管的右端，根据磁极间的作用规律可以确定螺线管的右端为S极，左端为N极．
根据螺线管的左端为N极，结合图示的线圈绕向，利用安培定则可以确定线圈中的电流方向是从右端流入左端流出，所以电源的右端为正极，左端为负极．

点评：（1）关于凸透镜或凹透镜的特殊光线的作图，把握住入射光线与对应的折射光线的特点是解决此类题目的关键． 
（2）求最小的力是常见的题型，关键是要找到离支点最远的点从而做出最长的力臂．
（3）常见磁铁的磁感线的形状应牢记：如条形磁铁、蹄形磁铁、通电螺线管等．