题目内容

12.按照题目要求作图:

(1)如图甲所示,一块磁铁吸附在竖直铁板上处于静止状态,请画出磁铁在竖直方向上所受力的示意图.
(2)如图乙所示,AO为入射光线,O为入射点.根据光的反射和折射特点,在图中画出反射光线及折射光线.
(3)如图丙所示,曲杆AOBC自重不计,O为支点,AO=60cm,OB=40cm,BC=30cm,要使曲杆在图示位置平衡,请作出最小动力F1的示意图及重物对杆拉力F2的力臂l.
(4)如图丁所示,在图中标出静止在磁场中的小磁针的N极和磁感线的方向.

分析 (1)画力的示意图,首先要对物体进行受力分析,看物体受几个力,要先分析力的大小、方向和作用点,再按照画图的要求画出各个力.
(2)光从水斜射入空气中时,在界面上会同时发生反射和折射,依据光的反射定律和折射规律,先画出法线,再根据反射角和折射角的变化,大致找到光线的位置,画出即可.
(3)根据杠杆平衡的条件可知,力臂越长越省力,因为OB=40cm,BC=30cm,所以OC=50cm,而OA=60cm,故OA的力臂最长,所以过A点作OA的垂线.
(4)从电流的方向入手,利用安培定则判断出螺线管的极性,进而确定磁场的方向,最后根据磁极间的相互作用确定小磁针的指向.

解答 解:(1)磁铁处于静止状态,则受力平衡,重力和摩擦力是一对平衡力,过重心作竖直向上的摩擦力f和竖直向下的重力G,并且线段长度相等.如图所示:

(2)先画出法线,这是一条过O点垂直于界面的直线;依据反射角等于入射角画出反射光线OB,依据折射角大于入射角画出折射光线OC.如图所示:

(3)O为支点,力臂最长时作用力最小,故以OA为力臂,过A点作OA的垂线,为力的方向;
过这点作阻力F2的垂线段,垂线段的长即为其力臂L2,如图所示:

(4)电流从左侧流向右侧,依据安培定则可判断出螺线管的右端为N极,左端为S极,磁感线在磁体外部是由N极指向S极的;由磁极间的相互作用可知,小磁针的左端为S极,右端为N极;如图所示.
 

点评 (1)画力的示意图的一般步骤为:一画简图二定点,三画线,四画尖,五把力的符号标尖边.按照这个作图步骤,很容易能够画出指定力的示意图.
(2)在作光的折射光路图时要注意:不管光从哪种介质斜射向哪种介质,在光疏质(密度比较小的物质)里面的角(入射角或折射角)较大;在光密质(密度比较大的物质)里面的角(入射角或折射角)较小,即“疏大密小”.角度越小,光线越靠近法线.
(3)注意力臂最长,就最省力,并且熟练力臂的画法.
(4)考查了右手螺旋定则和磁极间的相互作用规律及磁感线的特点.右手螺旋定则:让四指弯曲,跟螺线管中电流的方向一致,则大拇指指的方向是通电螺线管的N极;磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.

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