Question

15．（1）如图甲所示，O为支点，在图中A点画出使用该羊角锤拔钉子时最小力F₁；
（2）如图乙所示的场景发生在炎热的天气，在图中虚线框内画一个带箭头的线段，用来表示地面附近空气的流动方向；
（3）如图丙所示，开关S闭合后，小磁针在条形磁体和通电螺线管的共同作用下，在图中位置处于静止状态，请你根据条形磁铁的极性标出小磁针的N、S极，并用“+”、“-”标出电源的正负极．

Answer 1

分析 （1）由杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂可知，当动力臂最大时，动力最小，即最省力．连接支点和力的作用点A即是最大动力臂，当作用力与之垂直时，作用力最小．
（2）根据水的比热容比泥土、沙石的比热容大的特点来分析炎热的天气里空气的流动方向．
（3）根据磁极间的相互作用规律，利用条形磁铁的N极，可以确定小磁针以及电磁铁的NS极；根据电磁铁的NS极和线圈的绕向，利用安培定则可以确定电流的方向，进而得到电源的正负极．

解答 解：
（1）由杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂可知，在阻力和阻力臂一定的条件下，当动力臂最大时，动力最小，即最省力．力臂越长越省力，最长的力臂即支点与作用点的连线，然后根据力臂的画法作出垂直于力臂的作用力即可．如图所示：
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（2）由图可知此时为晚上，气温降低，水的比热容比泥土、沙石的比热容大，陆地和海水放出相同的热量，海水温度下降的慢，陆地温度下降的快．海面上热空气上升，所以空气从陆地吹向海面，形成风．如图所示：
；
（3）因为异名磁极相吸引，条形磁铁的左端为N极，则小磁针静止时向下为S极，电磁铁与条形磁铁相邻端为同名磁极N极，即电磁铁的右端为N极．
根据电磁铁的绕向和NS极，安培定则可以确定电流从电磁铁的左端流入，右端流出，由此可知，电源的左端为正极，右端为负极．故标出小磁针和螺线管的N、S极以及电源的正负极如图所示：
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点评 （1）本题结合生活中常见的羊角锤来考查杠杆的五要素和杠杆的平衡条件，知道动力臂越长越省力．
（2）主要考查学生对水的比热容较大的应用的了解和掌握，涉及到海陆风的形成，是一道难题．
（3）此题应从条形磁铁的N、S极，利用磁极间作用规律确定电磁铁的NS极，利用安培定则确定电流的绕向．