Question

3．（1）“节约用水，人人有责”，如图1甲是用水后及时关闭水龙头时的情景，水龙头手柄看作是一个杠杆，请你在图1乙所示的示意图中画出阻力F₂的力臂l₂，串画出施加在A点的最小动力F₁及其力臂l₁．
（2）近年来，我区新增了不少新能源公交车，在公交车后门的两侧扶手上，各装有一个按钮（相当于一个开关），想要下车的乘客只要按下任何一个按钮，装在驾驶台上的指示灯都会发光，提醒司机有乘客需要下车，请设计一个符合要求的电路图（已画出指示灯和电源，如图2所示）．
（3）图3是由小电灯、开关及电池组成的简易有线电报机原理电路，请在右边的虚线框内画出相应的电路图．

Answer 1

分析 （1）根据杠杆平衡的条件，F₁×L₁=F₂×L₂，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长．而在通常情况下，连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长，据此可解决此题．
（2）根据“乘客只要按下任何一个按钮，装在驾驶台上的指示灯都会发光”结合串并联电路特点判断两个开关的连接方式．
（3）两灯泡并联，并且由另一室内的开关控制．

解答 解：（1）过O点作阻力F₂的垂线，即为阻力F₂对支点O的力臂L₂；
动力最小，即动力臂最长，阻力的方向已标出，所以动力的方向应该向下，连接支点O与A点，过A点作OA的垂线就得到在A点施加的最小动力F₁，OA即为动力臂L₂，如下图所示．
（2）只要按下任何一个按钮，指示灯都会发光，说明这两个开关互不影响，因此它们并联连接；如下图所示：
（3）根据实物图和题意可知，两灯泡并联，并且由另一室内的开关控制，电路图如下图所示：

点评 （1）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．
（2）本题考查了两个开关的连接方式的判断，解题时要抓住关键字词“任何一个”判断两开关为并联．
（3）本题考查根据实物图画电路图，关键是会判断两灯泡的连接方式和开关的位置．