Question

（1）“猴子捞月”的故事家喻户晓，小猴子看见月亮之后惊呼“月亮掉水里了”，惹得众猴子争相捞月．如图甲所示，小猴子的眼睛用点A表示，小猴子看见的水中“月亮”，用点B表示，请你画出小猴子看见水中“月亮”的光路图，要求画出“月亮”的位置（用点C表示），并保留必要的作图痕迹．
（2）请在图乙中画出作用在A点最省力的力F的方向，并标出力F的力臂．
（3）通电螺线管中的电流方向如图丙所示，标出通电螺线管此时的“N”极．

Answer 1

解：
（1）根据平面镜成像特点（物像对称），做出月亮的真实位置C，连接像B与小猴子的眼睛A与水面的交点，即为入射点O，再连接C和入射点O即为入射光线CO，AO为反射光线，如图所示：

（2）作用在A点的力与杠杆垂直时，动力臂最大，动力最小、最省力，方向垂直向下；从支点O做F₁力作用线的垂线段，即为动力臂L₁，如图所示：

（3）电流由右侧流入，故四指从电流流入的方向去握住螺线管，此时会发现大拇指指向该螺线管的左边，故该螺线管的左边是N极，其右边是S极；
如图所示：

分析：（1）由于光在水面上发生镜面反射，月亮和在水中形成的像关于水面对称．据此画出月亮的位置，连接像与小猴子的眼睛确定入射点，即可完成光路．
（2）使用杠杆时，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，越省力；因此只需找出使动力臂最大的动力作用点，然后作动力臂的垂线即可．
（3）安培定则内容为：用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指的方向为螺线管N极方向；故由电流的方向结合右手螺旋定则可判出通电螺线管的磁极．
点评：（1）考查的是我们对生活中光的反射现象的应用，这是我们光现象中的重点，是中考时必考的一个知识点．
（2）考查了力臂的画法，同时也考查了最小力的确定．根据杠杆的平衡条件，要使杠杆上的力最小，必须使该力的力臂最大，而力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远，所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点，这两点的连线就是最长的力臂，过力的作用点作垂线就是最小的力．
（3）对于一个通电螺线管，只要知道电流的方向、线圈的绕法、螺旋管的N、S极这三个因素中的任意两个，我们就可以据安培定则判断出另一个．