Question

14．（1）请画出图1中动力F₁的力臂L₁和5kg的物体所受重力的示意图．
（2）在图2中标出开关S闭合后电源的正极和置于螺线管正上方小磁针的北极．
（3）如图3所以，一束光射向凸透镜经折射后，折射光线射到一个平面镜上，请在图中画出射向凸透镜这束入射光和经平面镜反射的光路，并标出反射角的角度．

Answer 1

分析 （1）画力臂的方法：首先确定支点；然后找到动力和阻力，并用虚线延长动力和阻力的作用线；用虚线做支点到动力作用线和阻力作用线的垂线．
重力的方向总是竖直向下、作用点要画在物体上．如图所示：
（2）由螺线管的磁极可知电流方向及电源的正负极；由磁感线的特点可知小磁针所在处的磁感线方向，则可知小磁针的北极指向．
（3）根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点来作出入射光线；
反射定律：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，反射角等于入射角来作图．

解答 解：（1）由图可知支点是O点，延长力的作用线，从O点向动力F₁的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂L₁．
重力的方向总是竖直向下的，重心要画在物体上．大小为G=mg=5kg×10N/kg=50N，如图所示：

（2）螺线管N极在右端，则由右手螺旋定则可得，电流由左侧流入，故电源的左端为正极；
因外部磁感线由N极指向S极，则小磁针所在位置的磁场向左，则小磁针N极应向左；如图所示：

（3）经凸透镜的折射光线过焦点，则入射光线平行于主光轴；
过平面镜的入射点垂直镜面作出法线，因为入射光线与镜面的夹角为30°，则入射角为：90°-30°=60°，则反射角也为60°，根据反射角等于60°在法线右侧作出反射光线，并标出反射角；如图所示：

点评 （1）掌握杠杆的五个要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂．力臂为支点到力的作用线的距离，为一垂线段，不是直线．
（2）右手螺旋定则不但可以由电流方向判断磁极的方向，也可由磁极方向判断电流的方向及电源的正负极．
（3）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；
熟记反射定律的内容：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，并会作图．