Question

20．（1）如圖甲所示，一束光從水中斜射入空氣中，請畫出反射光線和折射光線；

（2）如圖乙所示，用輕質(zhì)桿將電燈吊起，請畫出動力F₁的力臂和阻力F₂的示意圖．
（3）請在圖丙中標出通電螺線管的磁感線方向．在括號中標出電源的正極．

Answer 1

分析 （1）過入射點做出法線，然后利用光的反射規(guī)律和光的折射規(guī)律做出對應(yīng)的反射光線和折射光線．
（2）力臂是從支點到力的作用線的垂直距離，從支點向動力作用線和阻力作用線引垂線段，線段的長度即為動力臂和阻力臂．
（3）知道小磁針的磁極，根據(jù)磁極間的相互作用，可判斷出通電螺線管的磁極，再根據(jù)安培定則判斷出電流的方向從而找到電源的正負極．
磁感線的方向，知道在磁體的外部，磁感線從磁體的北極出來，回到南極．

解答 解：（1）過入射點做法線，從而確定了入射光線位于法線的左側(cè)，并確定了入射角的大�。�然后反射角等于入射角做出對應(yīng)的反射光線．
光從水中斜射入空氣，所以折射角大于入射角，由此可以做出對應(yīng)的折射光線．如下圖所示：
（2）從支點作動力F₁作用線的垂線段，線段的長度即為動力臂；電燈對杠桿的拉力是阻力，方向豎直向下，由此畫出阻力的示意圖．如圖所示：
（3）從圖可知，小磁針的右端是S極，左端為N極；由于同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，可知通電螺線管的右端是N極，左端是S極．
根據(jù)安培定則，伸出右手握住螺線管使大拇指指示通電螺線管的N極，則四指彎曲所指的方向為電流的方向，所以電源的右端為正極，左端是負極．如圖所示：
在磁體的外部，磁感線都是從磁體的N極出來回到S極，所以磁感線方向都向左．

點評 （1）做光路圖時，要注意實線和虛線，光線要畫箭頭等細節(jié)，若告訴了入射角的大小，一定要標出反射角的大小．
（2）明確力臂的概念，從支點向力的作用線畫垂線，即可找出力臂的位置，阻力是阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，明確了這些基本概念便不難解決．
（3）安培定則涉及三個方向：電流方向；磁場方向；線圈繞向，告訴其中的兩個可以確定第三個．其中的電流方向經(jīng)常與電源的正負極聯(lián)系在一起，磁場方向經(jīng)常與磁感線方向、周圍小磁針的NS極聯(lián)系在一起．