Question

10．（1）如圖1中，畫出使輕質杠桿保持平衡的最小的力F的示意圖（要求保留作圖痕跡）．
（2）如圖2所示，SA、SB是光源發(fā)出的兩條光線，其中SA平行于主光軸，SB過左焦點，請畫出這兩條光線通過凸透鏡后的出射光線（注意標出箭頭方向）．
（3）閉合開關S后，通電螺線管和小磁針靜止時位置如圖3所示，請標出螺線管和小磁針的N、S極．

Answer 1

分析 （1）此題是求杠桿最小力的問題，已知點O是動力作用點，那么只需找出最長動力臂即可，可根據(jù)這個思路進行求解．
（2）關于凸透鏡有三條特殊的入射光線：①平行于主光軸的；②過焦點的；③過光心的；此題中給出的是前面的兩條特殊光線．
（3）據(jù)電源的正負極可判斷出電流的方向，據(jù)電流的方向和線圈的繞發(fā)可判斷出線圈的NS極，再據(jù)磁體間的作用規(guī)律可判斷小磁針的NS極．

解答 解：（1）O為支點，所以力作用在杠桿的最右端，并且力臂是支點O到杠桿最右端的距離時，力臂最長，此時的力最�。�確定出力臂然后做力臂的垂線即為力F，如圖所示：
（2）SA這條入射光線平行于主光軸，其經(jīng)凸透鏡折射后，折射光線過焦點．由此可以確定這條入射光線的折射光線．
SB這條入射光線過焦點，過焦點的入射光線經(jīng)過凸透鏡折射后，平行于主光軸．由此可以確定SB的折射光線，光路圖如圖所示：
（3）據(jù)圖能看出，電流從左端流入，據(jù)電流的繞發(fā)結合安培定則能看出，此時線圈的左端是S極，右端是N極；再據(jù)磁體間的作用規(guī)律可知，靠近線圈S極的是小磁針的N極，靠近線圈N極的是小磁針的S極，如下圖所示：

故答案為：如圖所示．

點評 （1）考查了杠桿中最小力的問題．解決此類題目的關鍵是確定出最長的力臂，并根據(jù)力臂的畫法做出最小的力．
（2）把握凸透鏡的三條特殊光線的入射光線和對應的折射光線的特殊點是解決此題的關鍵．
（3）知道磁體間的作用規(guī)律，并熟悉安培定則是解決該題的關鍵．