Question

10．（1）如图1所示，一束光线从水中射向空气，在水面发生了折射，请画出折射光线的大致方向．
（2）如图2木块静止在斜面上，作出木块受到重力的示意图．
（3）如图3画出滑轮组用最小力拖出陷入泥坑里的汽车的绕线方法．
（4）在图4中，小磁针在图示位置静止，请标出通电螺线管的N极和电源的正极．
（5）如图5是“自动水位显示器”的电路图．当水位未到达金属块B时，绿灯亮；当水位到达B时，红灯亮．请根据以上要求，完成工作电路的连接．

Answer 1

分析 （1）根据入射光线、折射光线以及法线在同一平面内，折射角大于入射角，确定折射光线的方向；
（2）重力的作用点在重心，方向是竖直向下的，由此画出出重力示意图；
（3）要知道滑轮组的绕线方法．可以从定滑轮或动滑轮绕起．且从动滑轮绕起比从定滑轮绕起多中间一根绕线承担物重，更省力；
（4）①根据磁极间的相互作用规律判断出通电螺线管的磁极；②根据安培定则判断出电流的方向从而找到电源的正负极．
（5）电磁继电器的电路可分为控制电路和工作电路两部分，当控制电路接通时，电磁铁有磁性，吸引衔铁；当电磁铁无磁性时，衔铁在弹簧的作用下被拉起．其实质相当于工作电路中的开关．要解决此题，还需要知道一般情况下水是导体．

解答 解：
（1）过入射点O作垂直于水面的法线，根据折射角大于入射角画出折射光线，标上折射角r．如图所示：
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（2）从木块的重心开始，向竖直向下方向画一条有向线段，用G表示物体所受重力，如图所示
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（3）只有一个动滑轮，要求最省力，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过定滑轮，再绕过动滑轮．如图所示：
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（4）①根据异名磁极相互吸引的规律可知，通电螺线管靠近小磁针N极的一端为S极，所以通电螺线管的右端是N极．
②根据安培定则，伸出右手握住螺线管使大拇指指示通电螺线管的N极，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，所以电流由螺线管的右端流入，即电源的右端为正极，电源左端是负极．如图所示：
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（5）根据题目要求，当水位未到达金属块B时，电磁铁没有磁性，衔铁在弹簧的作用下被拉起，此时绿灯亮，所以此时应将绿灯所在支路接通；当水位到达B时，控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，衔铁被拉下，此时红灯亮，所以应将红灯所在支路接通．如图所示：
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点评 （1）折射光线、入射光线、法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，光由水斜射入空气中，折射角大于入射角．
（2）知道重力方向是竖直向下（垂直于水平面）、作用点在重心，规则形状的物体（如球、方形物体等）的重心在物体的几何中心上．
（3）有关滑轮组的组装问题，要知道滑轮组可以从动滑轮也可以从定滑轮绕起，但在实际的题目中，要根据实际情况，首先确定绳的起点或终点，然后顺次绕线．
（4）磁极间的相互作用规律与安培定则相结合是电磁学方面的常见题型，一般有两个思路：①由小磁针的指向判断通电螺线管的磁极，进而判断电流的方向或绕线；②根据右手定则判断出通电螺线管磁极，进而判断出小磁针的指向．
（5）此题主要考查了有关电磁继电器的电路连接问题，首先要搞清电磁继电器的工作原理，同时要搞清工作电路和控制电路，然后根据题目要求连接电路．