Question

19．按照题目要求作图．
（1）根据平面镜成像特点，在图中画出物体AB在平面镜MN中所成的像．
（2）画出图中凹透镜的折射光线．
（3）将如图所示的电磁铁连入你设计的电路中（在虚线框内完成，器材自选）．
要求：①电磁铁磁性有无可以控制；
②能改变电磁铁磁性的强弱；
③电路接通后使小磁针静止时在如图所示的位置．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）先确定所给的入射光线或折射光线的特点，然后根据凹透镜的光学特点（三条特殊光线）作图．
（3）要改变电磁铁磁性的强弱，就需要从决定电磁铁磁性强弱的因素电流大小、线圈匝数、有无铁芯这几方面去考虑．由于线圈匝数、铁芯这两个方面已经确定．故只有从电流大小去考虑．
要使小磁针静止在图示位置，就要使电磁铁的左端为N极，右端为S极．然后利用安培定则来确定电流方向．

解答 解：（1）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：
（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；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；
（3）电磁铁的磁性强弱跟电流大小、匝数多少、是否有铁芯插入有关；
图中线圈匝数多少、是否有铁芯插入已确定，所以只能改变电流的大小，我们可以利用滑动变阻器来达到这个目的，滑动变阻器与电源串联，所以我们还要画出电源、开关．
小磁针静止时N极所指示的方向--向右，为该点磁场的方向；在磁体外部，磁感线从N极指向S极，所以螺线管的右端为S极，左端为N极．
根据右手螺旋定则，电流应该从电磁铁的右端流入，左端流出，所以通电螺线管右端的导线连接电源的正极，左端的导线连接电源的负极．如图所示：

点评 （1）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．
（2）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．
（3）本题考查了学生对于有关电磁铁知识的掌握情况，要求学生能运用所学的物理知识来解决实际问题，真正做到学以致用．