Question

13．按照題目要求作圖：

（1）人眼看到斜插入水中的筷子發(fā)生彎折（如圖甲），請(qǐng)?jiān)趫D中法線兩側(cè)大致畫(huà)出能正確說(shuō)明產(chǎn)生這一現(xiàn)象原因的一條入射光線及對(duì)應(yīng)的折射光線．
（2）乙圖中用一根細(xì)繩將杠桿AOB在O點(diǎn)懸掛起來(lái)，并在B處掛一重物G，欲在杠桿上施加最小動(dòng)力F，使其在圖示位置平衡，作出該最小動(dòng)力F₁示意圖和力臂L₁．
（3）如圖丙為電磁鐵磁性強(qiáng)弱演示儀，其原理是：當(dāng)電磁鐵的磁性增強(qiáng)時(shí)，小磁片受到電磁鐵磁極的作用力而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，便得指針指示的數(shù)值增大．請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出電磁鐵的N、S極，并標(biāo)出電源正負(fù)極．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)光的折射定律畫(huà)出對(duì)應(yīng)的折射光線，光從水中斜射入空氣時(shí)，傳播方向?qū)⑦h(yuǎn)離法線，折射角大于入射角．
（2）根據(jù)杠桿平衡的條件，F(xiàn)₁×L₁=F₂×L₂，在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下，要使所用的動(dòng)力最小，必須使動(dòng)力臂最長(zhǎng)．因此先確定最長(zhǎng)的力臂，即離支點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn)；然后過(guò)動(dòng)力作用點(diǎn)做垂直于杠桿的作用力即可．
（3）當(dāng)指針指示的數(shù)值增大時(shí)，表示通電螺線管的磁性增強(qiáng)能，此時(shí)的指針應(yīng)向左偏，故該通電螺線管應(yīng)排斥小磁片，故能判斷該螺線管的N、S極；
根據(jù)右手螺旋定則判斷出電流的方向，從而可得出電源的正負(fù)極．

解答 解：（1）當(dāng)光從水中射入空氣時(shí)，在水與空氣的交界面上發(fā)生折射，進(jìn)入空氣中的折射光線向水面偏折，位置降低，而我們認(rèn)為光是沿直線傳播的，我們看到的筷子位置在折射光線的反向延長(zhǎng)線上，從而位置比實(shí)際位置偏高，看起來(lái)筷子向上彎折，如圖所示：

（2）由圖可知，OB大于OA，故根據(jù)杠桿平衡條件可知，最長(zhǎng)的力臂為OB時(shí)，動(dòng)力最小，過(guò)B點(diǎn)作垂直于OB的作用力F₁，要使杠桿平衡，其方向應(yīng)該向上．如圖所示：

（3）據(jù)圖能看出，此時(shí)的指針應(yīng)向左偏，故該通電螺線管應(yīng)排斥小磁片，據(jù)同名磁極相互排斥可知，該螺線管的左端應(yīng)該是N極，右端是S極；
根據(jù)安培定則，電流應(yīng)從電磁鐵的右端流入，左端流出，所以電源的右端為正極，左端為負(fù)極；如圖所示：

點(diǎn)評(píng) （1）本題考查了光的折射光路圖的畫(huà)法，關(guān)鍵知道折射光線好像從它的虛像上發(fā)出的．
（2）由杠桿的平衡條件，杠桿中最小作用力問(wèn)題，可以轉(zhuǎn)化為最大力臂問(wèn)題，解題的關(guān)鍵是找出最長(zhǎng)的力臂．
（3）此題涉及到了安培定則、磁極間的作用、電源極性的判斷及電磁鐵的應(yīng)用，考查得很全面．