Question

11．按照题目要求作图：

（1）完成图甲所示的光路图，平面镜位于焦点上．
（2）传送带上有一个物体M，它与传送带一起在水平方向向右加速运动，不计空气阻力．请在图乙中画出M受力情况的示意图．
（3）小明想在家里安装一盏照明灯，图丙是他设计的电路，请你帮他在图中的虚线框内填入开关和电灯的符号．小明请电工师傅正确安装完毕，闭合开关，电灯不亮．电工师傅用测电笔分别测试电灯两接线处和插座的两孔时，测电笔的氖管都发光，则电路的故障为零线断路．
（4）如图丁，磁体旁小磁针静止时所指的方向如图所示（小磁针黑端为N极），请画出图中任一条磁感线的方向，并标出磁体的S、N极．

Answer 1

分析 （1）平面镜和凸透镜的关系是：平面镜过凸透镜的焦点垂直主光轴放置，凸透镜的主光轴恰是折射光线BF（平面镜的入射光线）的法线；
对于凸透镜：过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点；
对于平面镜：反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，反射光线恰成为过凸透镜焦点的入射光线；
（2）物体M沿水平方向向右加速运动，由于不计空气阻力，物体受到三个力：它的重力G，传送带对它的支持力F，这两个力是一对平衡力，以及传送带向右的摩擦力，三力的作用点都画在物体的重心．
（3）电灯应通过开关接火线．当测电笔分别测试电灯两接线处和插座的两孔时，试电笔的氖管都发光，说明零线断路了．
（4）由于磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，磁感线上的任何一点的切线方向跟小磁针放在该点的北极指向一致，故可标出磁感线的方向．根据磁感线方向即可确定磁铁的N、S极

解答 解：
（1）BF的入射光线平行于主光轴画，通过平面镜的反射光线过凸透镜的焦点，再经凸透镜平行于凸透镜的主光轴射出，如图所示：

（2）由于物体M和传送带一起加速运动，物体M在水平方向受向右的摩擦力f的作用，在竖直方向受重力G和支持力F的作用，如图所示：

（3）当测电笔分别测试电灯两接线处和插座的两孔时，测电笔的氖管都发光，说明火线上有电，而零线处不该亮，但也亮了，说明通过电灯、开关与火线相通了，故零线断路．如图所示：

（4）由图可知：小磁针静止时N极指向的方向为该点磁感线的方向一致；再根据磁感线在磁体的周围是从N极出来，回到S极；如图：

点评 （1）凸透镜有三条特殊光线：过光心的光线其传播方向不变；过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点；光的反射定律的内容是：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角．
（2）物体加速运动时，动力为传送带的摩擦力，匀速运动的情况不同，易错点．
（3）考查了用测电笔检测电路的故障和电灯与开关的接法．在正常情况下，测电笔测火线应亮，测零线应不亮．
（4）考查了磁感线的特点．小磁针N极在磁场受力方向与磁感线方向一致．