Question

13．按题目要求作图：

（1）如图甲AOB是用软绳悬挂的轻质杠杆，请画出能使杠杆在图示位置平衡的最小拉力的示意图；
（2）如图乙所示，根据小磁针静止时的指向标出通电螺线管的磁极并在虚线框正确填入电源的符号；
（3）要想使与水平方向成30°角的太阳光，被平面镜发射后竖直照射到井底，确定图中平面镜的位置（标明镜面与水平方向夹角的度数）．

Answer 1

分析 （1）根据杠杆平衡的条件，F₁×L₁=F₂×L₂，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．因此先确定最长的力臂，即离支点最远的点；然后过动力作用点做垂直于杠杆的作用力即可；
（2）已知了小磁针的磁极，根据磁极间的相互作用，可判断出通电螺线管的磁极，再由右手螺旋定则来得出电源的正负极．
（3）先过入射点作出反射光线，然后作入射光线和反射光线的角平分线，即法线，再过入射点作垂直于法线的镜面，最后根据角之间的关系求出镜面与水平面的夹角．

解答 解：（1）由图可知，OB大于OA，故根据杠杆平衡原理可知，最长的力臂为OB时，拉力最小，过B点作垂直于OB的作用力F，要使杠杆平衡，其方向应该向上；如图所示：

（2）由图知，小磁针右侧是N极，根据异名磁极相互吸引知，螺线管的左侧是S极，右侧是N极；根据右手螺旋定则知：电源左侧是正极，右侧是负极．如图所示：

（3）过入射点作竖直向下的反射光线，因为入射光线和反射光线的夹角为入射角和反射角之和，而反射角等于入射角，所以作入射光线和反射光线夹角的平分线，即可画出平面镜的位置并标出反射角．如图所示：

点评 （1）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．
（2）利用右手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．
（3）知道反射定律的内容，会根据反射定律完成反射光路，会根据角之间的关系计算角的大小．