Question

20．按题目要求作图：

（1）图甲中，光线AO从空气中斜射向水面，请画出它的反射光线和大致的折射光线．
（2）图乙中，物体漂浮在水面上，请作出物体受到的重力G和浮力F的示意图．
（3）图丙中，杠杆OBA在图示位置静止，请画出作用在A点的最小力F及其力臂L．
（4）图丁中，小磁针在图示位置静止，请标出通电螺线管的N极和电源的正极．

Answer 1

分析 （1）根据反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，作出反射光线；根据光由空气斜射进入水中折射光线向法线偏折，折射角小于入射角作出折射光线．
（2）物体漂浮时，浮力等于重力，重力的方向总是竖直向下和浮力的方向总是竖直向上，过重心表示出重力和浮力的大小和方向．
（3）根据杠杆平衡的条件，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长．
（4）①根据磁极间的相互作用规律判断出通电螺线管的磁极；
②根据安培定则判断出电流的方向从而找到电源的正负极．

解答 解：（1）在空气中法线的另一侧作出反射光线，注意反射角等于入射角；在水中法线的另一侧作出折射光线，注意折射角小于入射角，如图所示：
（2）物体漂浮，则浮力F=G，过重心作竖直向下的重力和竖直向上的浮力，如图所示：
（3）连接OA就是最长的动力臂，根据杠杆平衡的条件，要使杠杆平衡动力方向向上，据此可画出最小的动力；如图所示：
（4）①根据异名磁极相互吸引的规律可知，通电螺线管靠近小磁针N极的一端为S极，所以通电螺线管的右端是S极，左端是N极．
②根据安培定则，伸出右手握住螺线管使大拇指指示通电螺线管的N极，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，所以电流由螺线管的右端流入，即电源的右端为正极，电源左端是负极．如下图所示：

点评 （1）在两种透明介质的界面上，折射和反射一般是同时发生的，反射光线与入射光线在同种介质中，折射光线和入射光线在不同种介质中．
（2）考查重力的方向和浮力方向的记忆情况，并且会用力的示意图表示力的三要素．
（3）考查重力示意图和最小动力的确定；由杠杆的平衡条件，杠杆中最小作用力问题，可以转化为最大力臂问题，解题的关键是找出最长的力臂．
（4）磁极间的相互作用规律与安培定则相结合是电磁学方面的常见题型，一般有两个思路：①由小磁针的指向判断通电螺线管的磁极，进而判断电流的方向或绕线；②根据右手定则判断出通电螺线管磁极，进而判断出小磁针的指向．