Question

19．（1）如图1的光线经平面镜反射后再经凸透镜折射，请完成对应的光路．
（2）如图2所示，物体A在斜面上匀速滑下，请画出物体A所受的重力G和摩擦力F_f的示意图．
（3）根据如图3所示的小磁针静止时的指向，画出通电螺线管的绕线情况．
（4）在如图4中，要使杠杆OBA在图示位置静止，请画出作用在A点的最小力F及其力臂L．

Answer 1

分析 （1）作出反射光线要根据反射定律：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；并根据反射光线与法线之间的夹角为反射角标出反射角，根据图示求出反射角．
作出入射光线要根据：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；
（2）重力的方向竖直向下；摩擦力的方向与物体运动方向或运动趋势的方向相反，物体在斜面上匀速下滑，因此摩擦力的方向沿斜面向上．
（3）根据小磁针的指向判断出通电螺线管磁场的方向及磁极．根据安培定则再判断螺线管的绕线方法．
（4）根据杠杆平衡的条件，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长．

解答 解：（1）过平面镜的入射点垂直镜面作出法线，求出入射角为45°，则反射角为45°，在法线右侧作出反射光线，标出反射角；
根据角与角之间的关系可知，反射光线平行于主光轴，然后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做出折射光线，如图所示：

（2）过物体的重心作沿斜面向上的力，即摩擦力；过此点作竖直向下的力，即为重力，如下图：

（3）小磁针静止时N极所指示的方向--向左，为该点磁场的方向．在磁体外部，磁感线从N极指向S极，所以螺线管的右端为N极，左端为S极．
根据安培定则，伸出右手使大拇指指向通电螺线管的N极，即螺线管的右端，则四指弯曲的方向为电流的方向，答案如图所示：

（4）连接OA就是最长的动力臂，根据杠杆平衡的条件，要使杠杆平衡动力方向向上，据此可画出最小的动力；如图所示：

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；
熟记反射定律的内容：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，反射角等于入射角并会作图．
（2）力的示意图：用一个带箭头的线段表示力的三要素，线段的长度表示力的大小，箭头表示力的方向．
（3）利用安培螺旋定则既可由电流的方向判定磁极磁性，也能由磁极极性判断电流的方向和线圈的绕法．本题也可以利用磁极间的相互作用规律来帮助理解通电螺线管磁极的判断．
（4）考查最小动力的确定；由杠杆的平衡条件，杠杆中最小作用力问题，可以转化为最大力臂问题，解题的关键是找出最长的力臂．