Question

14．（1）如图1，黑箱内有一只焦距为3cm的凸透镜和一只平面镜，请你画出黑箱内的光路图，并标出平面镜上入射角的度数．
（2）如图2所示，请根据小磁针的指向标出通电螺线管的极性，并画出它们的绕线．
（3）粗细均匀的木棒靠在墙上如图所示，请你在图3上作出木棒受力的示意图．

Answer 1

分析 （1）入射光线经凸透镜折射后折射光线斜向下，平面镜应在折射光线和反射光线的角平分线上；
（2）根据小磁针的N极指向，确定螺线管的N、S极．
利用螺线管的N、S极和螺线管中电流的方向，结合右手螺旋定则从而可以确定螺线管的绕向．
（2）任何物体都受重力，所以受重力作用，又因为对地面有压力，对墙壁也有压力，所以受到地面的支持力和墙壁的支持力；又因为物体的上端有向下运动的趋势，而下端有向左运动的趋势，所以上端受到向上的摩擦力，而下端受到向右的摩擦力．

解答 解：（1）根据主光轴的位置，画出凸透镜，折射光线折射后过焦点且方向斜向下，作出折射光线和反射光线的角平分线，过垂直平分线作出平面镜，如图：

（2）小磁针静止在图示的位置，所以与小磁针N极靠近的是螺线管的S极，由此可知：左边螺线管的右端为S极，左端为N极；右边螺线管的左端为S极，右端为N极．答案见下图．
根据电源的正负极，可以确定两个螺线管中电流的都是从螺线管的右端流入，左端流出．再结合螺线管的N、S极，利用右手螺旋定则可以确定两个螺线管的绕向如图所示．

（3）由分析知：物体共受5个力的作用：
①重力，其作用点在木棒的中心，方向竖直向下；
②墙壁对木棒的支持力，作用点在木棒与墙面的接触部分，方向垂直墙面向左；
③地面对木棒的支持力，作用点在木棒与地面的接触部分，方向垂直地面向上；
④在重力的作用下，木棒有下滑的趋势，所以会受到墙面方向向上的摩擦力，作用点在木棒与墙面的接触面上；
⑤在重力作用下，木棒有向左滑的趋势，所以会受到地面方向向右的摩擦力，作用点在木棒与地面的接触面上；
如图所示：

点评 （1）本题考查了凸透镜对光线的作用；
（2）从小磁针的N、S极入手，利用磁极间作用规律，可以知道螺线管的N、S极；根据右手螺旋定则进一步确定螺线管的绕向．
（3）解答此题的关键是对物体进行受力分析，其一般步骤为：
首先确定研究对象，然后按照“一重二弹三摩擦”的顺序来对物体进行受力分析，最后再查看一下是否存在遗漏或多“力”的情况．