Question

18．（1）请在图1中画出光线AO的折射光线和光线BC的入射光线．
（2）请根据图示的通电螺线管中的电流方向，标出螺线管的N、S极和磁感线方向．
（3）如图3所示，杠杆的N端挂一重物，在M点施加一个最小的动力使杠杆平衡，请画出这个最小的动力F₁、动力l₁和杠杆受到的阻力F₂．

Answer 1

分析 （1）在作凹透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图．
（2）根据螺旋管中电流的方向和安培定则判断出磁极方向及磁感线方向，再在图中标出即可．
（3）力臂是指从支点向力的作用线作垂线，垂线段即为力臂．
根据公式F₁L₁=F₂L₂可以知道，力和力臂成反比，要想力最小，必须力臂最长，即作用在M点时力F₁最小，力的方向向右下方．

解答 解：（1）延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴．过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变．如图所示：
（2）根据螺线管中电流的方向，由安培定则可以判断螺旋管的左端为S极，右端为N极；用右手握住螺线管，使四指所指的方向为电流的方向，则大拇指所指的左侧为N极，右侧为S极，外部磁感线由N指向S．如图所示：
（3）由图可知，O为支点，重物G对杠杆的拉力为阻力，方向竖直向下，由支点向阻力作用线引垂线即为阻力臂；
OM为动力臂时，动力臂最长，力最小，过M点作出最小动力，方向向右下方，如图所示：

点评 （1）凹透镜三条特殊光线的作图：①延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴．②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点．③过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变．
（2）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．
（3）画力臂的方法是：找到点，找到线（力的作用线），由点向线作垂线即可．我们还可以用口诀来记：一找点（支点），二作线（力的作用线），点向线作垂线．