Question

4．请按要求作图：
（1）在图甲中的虚线框内填入合适的透镜．
（2）如图乙所示，用起子开启瓶盖，画出动力F₁的力臂L₁及阻力F₂的示意图．
（3）如图丙所示，根据通电螺线管的磁感线方向，标出电源的正、负极和小磁针的N极．

Answer 1

分析 （1）凸透镜对光线有会聚作用；凹透镜对光线有发散作用；
光线的会聚和发散主要看出射光线是靠近了主光轴还是远离了主光轴．
（2）知道力臂是从支点到力的作用线的距离，由支点向力的作用线引垂线，垂线段的长度即为力臂；掌握动力和阻力的概念，在此题中盖对起子的力即为阻力．
（3）①根据图中磁感线方向，先判断螺线管的两个磁极．
②根据磁极间的相互作用再判断小磁针的磁极．
③最后根据安培定则判断螺线管中电流的方向，标出电源的正负极．

解答 解：（1）由图可知，光线经过透镜变的靠近了主光轴，对光线起到了会聚作用，应填凸透镜；如图所示：

（2）首先在F₁的方向上做出力F₁的作用线，然后从支点O向F₁的作用线引垂线，垂线段的长度即为力臂L₁．
F₁使起子沿逆时针转动，其中盖对起子的力阻碍了起子的转动，所以是阻力F₂，方向竖直向下，如下图所示：

（3）在磁体外部，磁感线总是从磁体的N极发出，最后回到S极．所以螺线管的左端为N极，右端为S极．根据磁极间的相互作用可以判断出小磁针的右端为N极，左端为S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，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右端流入的．所以电源的右端为正极，左端为负极．如图所示：

点评 （1）此题主要考查了凸透镜和凹透镜对光线的作用．首先通过比较折射光线与入射光线的情况确定会聚或发散作用，从而确定透镜的种类．
（2）掌握杠杆的五个要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂．根据动力和阻力画出动力臂和阻力臂；注意力臂是一条线段，而非直线．
（3）安培定则涉及三个方向：磁场方向；电流方向；线圈绕向．告诉其中的两个方向可以确定第三个方向．