Question

9．（1）画出如图1所示小球所受重力的示意图
（2）完成如图2所示透镜的光路图．
（3）如图3所示，请用笔画线代替导线，将图中元件接入家庭电路中，要求：①开关控制电灯后接入  ②三孔插座单独接入．
（4）图4所示，电源电压为6V保持不变．现有5Ω、10Ω、40Ω电阻各一个，请你用其中两个在图中虚线框内连成电路，使图中的电流表的示数为0.75A．要求画出电路图，并标明连入电路的电阻阻值．

Answer 1

分析 （1）首先找出力的作用点，重力的作用点即重心在物体的几何中心；然后确定力的方向，重力的方向是竖直向下的；最后用一条带箭头的线段表示力的方向．
（2）先确定折射光线的特点，再根据凹透镜的光学特点作图．
（3）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．
（4）根据电路中的电压和电流值，用R=$\frac{U}{I}$算出电路中需要连入的电阻值，再根据给出的三个电阻5Ω、10Ω、40Ω，合理选择两个进行串、并联组成符合条件的电路．

解答 解：（1）过球心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，并用符号G表示，如图所示：

（2）经凹透镜折射后的光线与主光轴平行，那么入射光线的延长线过焦点，如图所示：

（3）灯泡接法：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，这样在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：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线．如图所示：

（4）电源电压U=6V，电路中电流I=0.75A，
因此图中虚线框内电路的总电阻为R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.75A}$=8Ω，
三个电阻5Ω、10Ω、40Ω选任意两个串联都不符合要求，所以只能并联，
①5Ω、10Ω两个并联时，总电阻小于5Ω，不符合要求；
②5Ω、40Ω两个并联时，总电阻小于5Ω，不符合要求；
③10Ω、40Ω两个并联时，总电阻R=$\frac{10Ω×40Ω}{10Ω+40Ω}$=8Ω，符合要求．
故虚线框内电路为10Ω、40Ω两个电阻并联，如下图所示：

点评 （1）画重力的示意图时要先分析出力的大小、方向、作用点，再按作图的要求进行作图．
（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）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．
（4）在选连接方式时，排除掉两个电阻串联不符合要求后，根据并联“越并越小的原则”，可迅速选出10Ω、40Ω并联才符合要求．