Question

7．根据要求作图．

（1）请在图1中画出使杠杆在图示位置保持平衡时最小的力F₁和阻力F₂的力臂．
（2）一束光线射到某平面镜上，使其沿水平方向传播，如图2所示．请画出放置的平面镜并标出入射角i．
（3）如图3，根据小磁针静止时指向，在图中标出通电螺线管N极和电源“+”极．

Answer 1

分析 （1）力臂是从支点到力的作用线的距离．由支点向力的作用线做垂线，垂线段的长度即为力臂．确定最小力，先要确定最长力臂的作用点，即在杠杆上到支点距离最远的点，然后过动力作用点做垂直于杠杆的作用力即可；
（2）法线是反射光线与入射光线形成夹角的角平分线，而平面镜与法线垂直而且过反射点，从而确定平面镜的位置；
（3）由磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，判断出通电螺线管的NS极，再由安培定判断出电流的方向，标出电源的正、负极．

解答 解：
（1）过支点O作阻力作用的垂线段L₂，即阻力F₂的力臂；
在杠杆上到支点O距离最远的点为B，过B点做垂直于OB、斜向上的作用力，即最小的力F₁，如图所示：
（2）过入射点作入射光线与反射光线夹角的平分线（即法线），再过入射点作垂直于法线的平面镜．同时，标出入射角i，如图所示：
（3）由磁极间的相互作用规律可知通电螺线管的左端为S极，右端为N极；根据安培定则，伸出右手，使右手大拇指指示通电螺线管的N极（右端），则四指弯曲所指的方向为电流的方向，即电流是从螺线管的左端流入的，右端流出，所以电源的左端为正极，右端为负极．

点评 （1）力臂画法的关键是牢记力臂与力的作用线的关系；确定杠杆中最小力是该题的难点；
（2）考查了光的反射定律的应用，首先要熟记光的反射定律的内容，并要注意入射角与反射角的概念，法线为入射光线和反射光线的角平分线，法线与平面镜垂直；
（3）考查了磁极间的相互作用规律和安培定则的使用．利用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．