Question

請你按照下列要求作圖
（1）畫出松手后鐵鎖運動到圖1所示的A位置時，鐵鎖受到重力的示意圖．
（2）請你完成如圖2的光路圖．
（3）如圖3所示，根據小磁針靜止時的指向，標出電源的正極及通電螺線管的N極位置．
（4）請畫出圖4中拉開右邊眼鏡腳的力F的力臂．

Answer 1

解：（1）過鐵鎖重心沿豎直方向畫一條帶箭頭的線段，并用符合G表示，如下圖所示：
（2）入射光線過焦點，則折射光線平行于主光軸．如下圖所示：
（3）小磁針靜止時N極的指向為該點的磁場方向，在磁體周圍，磁感線是從磁體的N極出發回到S極．小磁針N極水平向左，所以可知該點的磁場方向向左，說明磁感線是從通電螺線管的右邊出發回到S極，即可知通電螺線管的右端是N極，左端是S極．
根據安培定則：用右手握住螺線管，大拇指指向螺線管的N極，則四指彎曲的方向就是螺線管中的電流方向（已知極性也可以根據安培定則判定出電流方向）．電流方向是“后上前下”，由此可知，電源的左端是正極，右端是負極．如下圖所示：
（4）右邊眼鏡腳是以圖中的O點為支點的，過O點做動力F的垂線，標上垂足，表示出這段距離，記為L．如下圖所示：

分析：（1）重力是物體由于地球的吸引而受到的力，其方向永遠豎直向下；
（2）對于凸透鏡：過焦點射向凸透鏡的光線，經過凸透鏡折射后將平行于主光軸傳播；
（3）先根據小磁針靜止時N極的指向判定出通電螺線管的N、S極，然后根據安培定則判定出螺線管中的電流方向，最后根據電流方向判定出電源的正、負極．
（4）畫力臂首先要找到支點，然后過支點做力作用線的垂線段即可．
點評：（1）無論物體處于什么狀態，物體所受重力的方向都是豎直向下的．
（2）凸透鏡的特殊光線有三條：過光心的光線其傳播方向不變，平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后折射光線通過焦點，過焦點的光線經凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸．
（3）本題綜合考查了磁場的方向、電流的方向、通電螺線管的極性跟電流方向之間的判定，是一道好題．
（4）掌握杠桿的五個要素：支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂．力臂為支點到力的作用線的距離．