Question

12．（1）在图1中，电路中有电流通过，根据正确的电流表的连接和小磁针静止时的指向，并画出螺线管的绕线．
（2）如图2所示是铡刀铡草时的示意图．请在图中画出作用在铡刀上的动力F₁、阻力F₂的力臂．
（3）请利用图3中所给的开关、灯泡与电熨斗连成一个电路．要求：电熨斗通电后，开关处于闭合状态时的工作温度较高，开关处于断开状态时的工作温度较低．

Answer 1

分析 （1）可以以电流表为突破口，电流表的正接线柱电流流入，所以与螺线管相连的这一段导线电流向上；
再看小磁针的N极所指方向，根据磁极间的相互作用，螺线管的右端为N极，再利用安培定则画出螺线管上的绕线．
（2）从图中可以看出，阻力与杠杆垂直，直接表示出支点到阻力与杠杆的交点之间的线段即可；延长动力作用线，根据力臂的定义，过支点作动力的作用线的垂线段．
（3）开关闭合时的温度高于开关断开时的温度，根据W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t可知，开关断开时功率大，电路的电阻小，开关闭合时功率小，接入电路的电阻大，据此可知开关应与灯泡并联．

解答 解：（1）因为小磁针的N极指向左端，由磁极间的相互作用可知，通电螺旋管的左端是S极，根据右手定则，伸出右手，让右手的大拇指指示螺线管的N极（螺线管的左端），四指弯曲所指的方向为电流的方向．如图所示．
（2）延长动力作用线，过支点O作动力作用线的垂线段（即动力臂L₁）；阻力垂直于杠杆，且与杠杆交于点A，则阻力臂为线段OB；如图所示
（3）开关与灯泡并联，开关闭合时，灯泡短路，电路中只有电熨斗独立工作；开关闭合时，灯泡与电熨斗串联，灯泡分得的电压小，功率就小，所以开关处于闭合状态的工作温度就高于开关处于断开状态的工作温度．连接如图：
．

点评 （1）本题考查了磁极间的相互作用规律和右手螺旋定则：让四指弯曲，跟螺线管中电流的方向一致，则大拇指指的方向是通电螺线管的N极．也可根据右手螺旋定则在已知通电螺线管的磁极时，判断通电螺线管的电流方向或线圈的绕法．
（2）本题考查力臂画法的掌握情况，熟记力臂的定义是准确作图的前提，本题是一道基础作图题．
（3）会根据要求设计串并联电路，会辨别串联电路和并联电路．