Question

13．按要求作图：

（1）为使轻质杠杆AB在如图1所示位置静止，请你在杠杆上画出所施加最小动力F_l的示意图，并作出阻力F₂的力臂．
（2）如图2所示，用笔画线代替导线将部分家庭电路连接完整．
（3）标出图3中磁感线的方向和小磁针的N极．

Answer 1

分析 （1）使用杠杆时，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，越省力；因此只需找出使动力臂最长的动力作用点，然后作动力臂的垂线即可．
支点到阻力作用线的垂直距离是阻力臂．
（2）灯泡的接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点；零线直接接入灯泡的螺旋套．三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线．
（3）利用螺线管中电流的方向和线圈的绕向，根据安培定则确定螺线管的NS极；然后利用磁极间的作用规律：同名磁极性互排斥，异名磁极相互吸引确定小磁针的N、S极；在磁体的周围，磁感线从N极流出回到S极，由此可以确定磁感线的方向．

解答 解：（1）在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下，最省力，即动力臂最长，由图知OB比OA长，所以OB做动力臂最长，过B点与OB垂直向上作垂线就得到动力F₁的方向是斜向上的，反向延长阻力作用线，则支点O到阻力作用线的垂直距离为阻力臂L₂．

（2）首先辨别上面三根线地线、火线、零线．即与开关相连的一定是火线，
灯泡接法：火线进入开关，这样断开开关能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故．既能控制灯泡，又能更安全．三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线．如图所示：

（3）由图可知，电流由左端流入，右端流出，则用右手握住螺线管，四指沿电流方向，则大拇指向右，即螺线管的右端为N极；
当小磁针静止时，根据磁极间的作用规律可知，相互靠近的一定是异名磁极，因此可以确定小磁针的左端为S极，右端为N极；
在磁体的周围磁感线从磁体的N极出发回到S极，所以磁感线的方向是向左的．答案如图所示：

点评 （1）根据杠杆的平衡条件，要使杠杆上的力最小，必须使该力的力臂最大，而力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远，所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点，这两点的连线就是最长的力臂，过力的作用点作垂线就是最小的力．
（2）掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座、两孔插座、保险丝的接法，同时考虑使用性和安全性．
（3）考查了磁极间的作用规律、安培定则、磁感线的方向等几个知识点．小磁针的N、S极是由螺线管的N、S极来确定的，因此确定螺线管的N、S极是解决此题的突破口．