Question

15．（1）圖1中，杠桿OBA在圖示位置靜止，請畫出作用在A點(diǎn)的最小力F及其力臂L．
（2）畫出圖2中人眼通過平面鏡M看到桌底下球的光路．
（3）請標(biāo)出通電螺線管兩端的極性，并畫出圖3中放置的小磁針北極在螺線管通電時(shí)的受力方向（黑色部分表示小磁針的N極）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)杠桿平衡的條件，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．
（2）利用平面鏡成像的特點(diǎn)：像與物關(guān)于平面鏡對稱，作出球的像點(diǎn)，根據(jù)反射光線反向延長通過像點(diǎn)，可以由像點(diǎn)和眼睛點(diǎn)確定反射光線所在的直線，從而畫出反射光線，并確定反射點(diǎn)，最后由發(fā)光點(diǎn)和反射點(diǎn)畫出入射光線，從而完成光路．
（3）先根據(jù)安培定則判斷出通電螺線管的南北極，然后根據(jù)磁極間的相互作用（同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引）畫出小磁針北極的受力方向．

解答 解：（1）連接OA就是最長的動(dòng)力臂，根據(jù)杠桿平衡的條件，要使杠桿平衡動(dòng)力方向向上，據(jù)此可畫出最小的動(dòng)力；如圖所示：

（2）作出球點(diǎn)S關(guān)于平面鏡的對稱點(diǎn)，即為像點(diǎn)S′，連接S′P交平面鏡于點(diǎn)O，沿OP畫出反射光線，連接SO畫出入射光線，如圖所示：

（3）用右手安培定則先確定通電螺線管的右端N極，左端是S極，再根據(jù)磁場方向（或磁極間的相互作用）可判斷出小磁針的北極受力方向是向右的．如圖所示：

點(diǎn)評 （1）考查最小動(dòng)力的確定；由杠桿的平衡條件，杠桿中最小作用力問題，可以轉(zhuǎn)化為最大力臂問題，解題的關(guān)鍵是找出最長的力臂．
（2）本題考查了平面鏡成像的特點(diǎn)：像與物大小相等，連線與鏡面垂直，到平面鏡的距離相等，左右相反，即像與物關(guān)于平面鏡對稱．需要注意的是，像位于反射光線的反向延長線上．
（3）安培定則共涉及三個(gè)方向：電流方向、磁場方向、線圈繞向，告訴其中的兩個(gè)方向可以確定其中的另一個(gè)方向．