Question

1．（1）如图1所示，画出两条光线经过凹透镜后的折射光线．
（2）图2表示一钢球被磁铁所吸引，试用力的示意图表示钢球和磁铁之间的相互作用力，设磁铁对钢球的作用为F₁，钢球对磁铁的作用力为F₂．
（3）将图3中的电磁铁连入你设计的电路中，（在方框内完成）要求：①电路能改变电磁铁的磁性强弱；②使小磁针静止时位置如图所示．

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）物体间力的作用是相互的．相互作用力：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在相互作用的两个物体上．磁铁对钢球有吸引力的作用，同时钢球对磁铁也有吸引力的作用．
（3）电磁铁的磁性强弱跟电流大小、匝数多少、是否有铁芯插入有关．安培定则：用右手握住螺线管，让四指指向电流的方向，大拇指所指的方向是螺线管的N极．

解答 解：
（1）延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点，如图所示：

（2）磁铁对钢球的作用为F₁，钢球是受力物体，方向水平向右．
钢球对磁铁的作用力为F₂，磁铁是受力物体，方向水平向左．
F₁和F₂的大小相等，在画图时，F₁和F₂的长度相等．如图所示：

（3）电路能改变电磁铁磁性的强弱，对于确定的电磁铁，铁芯和匝数一定，只能改变电流的大小，在电路在改变电流的大小的器材是滑动变阻器，电路中接入滑动变阻器；
电路接通后能使小磁针静止在图示位置．由此推断电磁铁的左端是N极，右端是S极，根据安培定则，电流应该在电磁铁的左端流入，右端流出，电源的左端是正极，右端是负极，如图所示：

点评 （1）凹透镜三条特殊光线的作图：①延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴．②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点．③过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变．
（2）磁铁吸引钢球，同时钢球也吸引磁铁，这两个力是相互作用力，学生容易忽视钢球对磁铁的吸引作用．
（3）掌握电磁铁的磁性强弱的影响因素．利用安培定则判断电磁铁电流和N极之间的关系．