Question

12．按照題目要求作圖

（1）圖1所示的曲棒ABC可繞A點的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，請畫出要使曲棒ABC在圖中位置保持平衡時所需最小力F的示意圖．
（2）在如圖2所示電路中的圓圈內(nèi)填上適當?shù)碾姳矸�號，使電阻R₁與R₂并聯(lián)．
（3）如圖3所示，把螺線管沿東西方向水平懸掛起來，然后給導線通電，要使螺線管轉(zhuǎn)動后靜止時A端指向北，B端指向南，請你在圖中標出螺線管中的電流方向．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂，要使動力最小，則動力臂需最長；
從支點到力的作用點的距離最長，畫出最長的力臂，根據(jù)力臂的概念作出力F的示意圖；
（2）根據(jù)電壓表要并聯(lián)使用和電流表要串聯(lián)使用填寫；
（3）通電后的螺線管相當于一個條形磁鐵，然后利用磁體在地磁場的作用下指向南北方向．因此首先利用安培定則確定螺線管的NS極，然后再確定螺線管中的電流方向．

解答 解：（1）由題意知，最長的力臂為AC，連接AC，則F與AC垂直，又因為G使杠桿沿順時針轉(zhuǎn)動，所以F應使杠桿沿逆時針轉(zhuǎn)動，因此F方向應垂直AC向上．如圖所示：

（2）上邊的〇與R₂并聯(lián)，應是電壓表，下邊的〇與電源串聯(lián)，應是電流表．如下圖所示：

（3）要使螺線管的N極（A端）指向北，螺線管的S極（B）指向南，即螺線管的A端為N極，B端為S極．利用安培定則可以確定螺線管中電流的方向是右邊向上，左邊向下，如下圖所示：

點評 （1）此題考查了杠桿中的最小力問題，根據(jù)杠桿的平衡條件，關鍵是確定最長的力臂即從支點到力的作用點之間的距離．
（2）本題考查電壓表、電流表的正確使用．
（3）安培定則中共涉及三個方向：電流方向、磁場方向、線圈繞向，考查時告訴其中的兩個方向，確定第三個．如此題就是告訴了電流方向和繞向來確定磁場方向．