Question

13．（1）如图所示，轻质杠杆可绕O点在竖直面内旋转，画出使杠杆保持平衡的最小力F₁的示意图和对应的力臂l₁．
（2）在图中，将电源、电流表、电压表三个元件符号正确填进电路的空缺处．要求开关S闭合后；（a）电流方向如图所示；（b）移动滑动变阻器的滑片P，小灯L 变亮时，电压表的示数变大．

Answer 1

分析 （1）已知力的作用点，连接支点与力的作用点（即最长的力臂）；根据力臂越长，作用力越小的思路进行分析，然后再根据力与力臂的关系以及阻力的作用画出最小力的方向．
（2）根据电压表应与被测用电器并联，电流表应与用电器串联，再结合移动滑动变阻器的滑片P，小灯L变亮时，电压表的示数变小可判断各元件的位置．

解答 解：
（1）O为支点，所以力作用在杠杆的最右端A点，并且力臂是支点O到杠杆最右端的距离时，力臂最长，由杠杆平衡条件知此时的力最小．所以连接OA，然后过A点作垂直于OA、方向斜向上的最小作用力F₁．如图所示：
（2）根据电压表应与被测用电器并联，由图可知，左右两个位置不可能是电压表，则电压表应在中间的位置．
根据移动滑动变阻器的滑片P，小灯L变亮时，说明滑动变阻器控制灯泡亮度，即与灯泡串联，电压表的示数变小，说明电压表测的是滑动变阻器两端的电压，则右侧的位置应该是电源，左侧的位置应该是电流表．且电源的正极朝上．如图所示：

点评 （1）此题主要考查了杠杆中最小力的问题．解决此类题目的关键是确定出最长的力臂，并根据力臂的画法做出最小的力．
（2）明确电流表、电压表、电源的连接要求，并特别注意小灯L变亮时，电压表的示数变小这一条件，是正确判断的关键．