Question

3．按照题目要求作图：

（1）如图1所示，用两橡皮筋悬挂的金属棒AB处于磁场中，金属棒两端连接着导线（导线对金属棒的作用力忽略不计），当棒中通以由A流向B的电流时，金属棒静止，橡皮筋刚好处于松弛状态；现让电流由B流向A，金属棒仍静止，请画出此时金属棒受力的示意图．
（2）如图甲所示，小明家卧室墙壁上安装了一个带LED指示灯的开关．当开关闭合时灯正常发光，指示灯不亮；当开关断开时灯不亮而指示灯发光，这样可以在夜晚便于找到开关的位置．根据上述现象，你认为开关、指示灯和灯之间是如何连接的？请在乙图中将它们正确接入家庭电路中．
（3）请在图3中画出AB在平面镜中所成的像（根据平面镜成像特点作图，保留作图痕迹）

Answer 1

分析 （1）当棒中通以由A流向B的电流时橡皮筋处于松弛状态就说明了导线AB受到了一个向上的磁场力的作用；若电流的方向发生改变时，导线AB的受力方向就会变为向下．
先分析金属棒受到的力有：橡皮筋的拉力（两个）、导线AB的重力、导线AB受到的向下的磁力；
然后根据力的示意图的画法做出各个力的示意图．
（2）据题目可知，灯和指示灯串联，开关与指示灯并联，据此连接即可．
（3）平面镜成像的特点是：像物大小相等、到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直、左右互换，即像物关于平面镜对称，利用这一对称性作出AB的像．

解答 解：（1）通过分析可知：导体AB受到了四个力的作用：竖直向下的重力、橡皮筋施加的竖直向上的拉力（两个）、竖直向下的磁力．故答图如下：

（2）灯和指示灯串联，开关与指示灯并联，在开关断开时，由于LED指示灯电阻非常大，所以分得的电压非常大（亮），灯泡两端电压很小（不亮），
开关闭合时，LED指示灯被短路（不亮），灯泡两端电压是220V（正常发光）如图：
（3）分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，用虚线连接A′、B′即为AB在平面镜中的像．如图：

点评 （1）解答此题的关键是导体AB所受到的磁力的分析．
（2）本题考查了电路图的连接，分清用电器之间的连接方式和开关的位置较为关键．
（3）在平面镜成像作图中，若作出物体在平面镜中所成的像，要先根据像与物关于平面镜对称，先作出端点和关键点的像点，再用虚线连接各点即为物体的像．