Question

7．（1）在甲图中画出动力F₁和阻力F₂的力臂，并分别用字母L₁和L₂表示．
（2）将一平面镜斜放在装有水的水槽中，有一束光线垂直射向水面如图乙所示，请画出这束光线在水中行进最后射出水面的光路图．
（3）请根据图丙中螺线管导线中电流的方向标出螺线管的N、S极和小磁针的N极．

Answer 1

分析 （1）力臂是支点到力的作用线的距离，因此要先确定支点，然后判断力的方向，再过支点做出力的作用线的垂线，支点到力的作用线的距离，即为所求作的力臂．
（2）当光垂直射到水面上时，传播方向不变，射到平面镜上时，遵循光的反射定律，当光从水中斜入空气中时，折射角大于入射角；
（3）利用螺线管中电流的方向和线圈的绕向，根据安培定则确定螺线管的NS极；然后利用磁极间的作用规律确定小磁针的N、S极．

解答 解：
（1）已知支点为O，过点O作力F₁的垂线段L₁，作力F₂的垂线段L₂，那么L₁、L₂即为所求作的力臂．如图所示：

（2）①先画出光线垂直射入水中，此时光线方向不变．
②接着画光在平面镜上的反射：先画法线，然后反射光线和入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角．
③最后画光从水中射入空气中：先画法线，然后入射光线和折射光线分居法线的两侧，且折射角大于入射角，如图所示：

（3）根据螺线管中电流的方向和线圈的绕向，利用安培定则可以确定螺线管的左端为N极、右端为S极．
当小磁针静止时，根据磁极间的作用规律可知，相互靠近的一定是异名磁极．因此可以确定小磁针的左端为S极，右端为N极．如图所示：

点评 （1）考查了力臂的作法，关键是要作出支点到力的作用线的垂线段；
（2）考查了光的折射规律和光的反射定律．注意当光垂直入射到另一种介质中时，传播方向不变，即折射角和入射角都是0°；
（3）小磁针的N、S极是由螺线管的N、S极来确定的，因此确定螺线管的N、S极是解决此题的突破口．