题目内容

13.根据要求作图

(l)图1中的小磁针处于静止状态,试在图上相应的位置标出通电螺线管的N极和导线中电流的方向.
(2)如图2所示,质量为0.5kg的小球静止在水平面上,请在图中画出小球受力的示意图.
(3)如图3所示,根据平面镜成像特点,作出物体AB在平面镜MN中的像A′B′.
(4)在图4中画出使轻质杠杆保持平衡时,作用在A端最小的力F的示意图(要求保留作图痕迹).

分析 (1)由磁极间的相互作用可知螺线管的磁极,再由安培定则可知通电螺线管的电流方向.
(2)对物体进行受力分析,从力的作用点,沿力的方向作又向线段,作出小球受力示意图.
(3)平面镜成像的特点:像物大小相等、连线与镜面垂直、到平面镜的距离相等、左右互换,即像物关于平面镜对称,利用这些关系作出物体AB的像.
(4)在阻力和阻力臂一定的前提下,利用杠杆的平衡条件可知,要使动力最小,必须使动力臂最大,因此在杠杆上找出最大的动力臂,是解决此题的关键.

解答 解:(1)因同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,故螺线管右侧为S极;则由安培定则可知螺线管中电流由右侧流入,左侧流出;如下图:
(2)小球重力G=mg=0.5kg×10N/kg=5N,小球受竖直向下的重力G=5N,竖直向上的支持力F,它们是一对平衡力,F=G=5N,从小球的重心沿力的作用线,作出重力G与支持力F示意图,如下图所示:
(3)先根据像与物关于平面镜对称,作出端点A、B在平面镜中的像点A′、B′,用虚线连接A′、B′即为物体AB在平面镜中所成的像,如图所示:
(4)根据杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2,可知在阻力和阻力臂不变的情况下,要使动力最小,就要使动力臂L1最大,即在杠杆上找一点,使其到支点的距离最长,这个距离即为动力臂.由图可知,在杠杆上A点到支点O的距离最大,过A沿斜向上的方向做OA的垂线即为最小的动力F.答案如下图所示:

点评 本题考查安培定则及磁极间的相互作用,用示意图表示力的作用点和方向,平面镜成像作图的方法,画最小的动力等知识点,是一道综合性较强的题目.

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