Question

17．（1）完成图甲中的光路．
（2）图乙，为使杠杆OA静止，画出在A点所加最小力F₁的示意图和阻力F₂的力臂l₂．
（3）图丙中小磁针静止在地球赤道正上方，请标出此时小磁针的N、S极．

Answer 1

分析 （1）在作凸透镜光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图．
（2）力臂是支点到力的作用线的距离．由杠杆的平衡条件可知，当杠杆平衡时，力臂最长，力最小．
（3）指南针是根据地磁场的作用工作的，地磁的南极在地理的北极附近，而地磁的北极在地理的南极附近，再根据磁极间的作用规律，可判断小磁针的指向．

解答 解：
（1）过焦点的光线经凸透镜折射后将平行与主光轴射出，由此画出入射光线，如图所示：
；
（2）由图知O是支点，F₁作用在A点，最长力臂是OA，所以F₁的方向要与OA垂直，这样才能保证其力臂是OA；向力F₂的作用线作垂线，作出力臂l₂．如图所示：
；
（3）上端为地理的北极，因为地磁的南极在地理的北极附近，而地磁的北极在地理的南极附近，根据异名磁极相互吸引，所以小磁针指向北方（即地磁的南极）的为N极，指向南方（即地磁的北极）的是小磁针的S极，如图所示：
．

点评 （1）凸透镜三条特殊光线的作图：①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴．②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点．③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变．
（2）力臂为支点到力的作用线的距离，为一垂线段，不是直线．注意最小力的判断：当杠杆平衡时，力臂最长的力就是最小力．
（3）明确地磁场的特点及磁极间的相互作用规律，可顺利解答此题．