Question

9．按照要求作圖：
（1）如圖甲，一凸透鏡放置于水中其主光軸與水面重合，現(xiàn)有一束平行于水面的入射光線通過凸透鏡后折射入水中，請畫出完整的光路．
（2）如圖乙，用一根細繩將杠桿AOB在O點懸掛起來，并在B處掛一重物G，欲在杠桿上施加一最小動力F，使其在圖示位置平衡，作出該最小動力的示意圖和力臂．
（3）如圖丙，一小磁針放在通電螺線管周圍，靜止時N極指向如圖，請用箭頭標出磁感線的方向，并用“+”、“-”符號在括號內(nèi)標出電源正、負極．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)入射光線的特點，根據(jù)凸透鏡的三條特殊關系畫出對應的折射光線．
折射與入射的關系：折射光線、入射光線、法線在同一個平面內(nèi)，折射光線與入射光線分居法線兩側(cè)，光由空氣斜射入水中時，折射光線向法線偏折，折射角小于入射角；
（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，要使所用的動力最小，必須使動力臂最長．因此先確定最長的力臂，即離支點最遠的點；然后過動力作用點做垂直于杠桿的作用力即可；
（3）根據(jù)圖丙中通電螺線管周圍靜止小磁針N極的指向標出磁感線方向，再根據(jù)安培定則在括號內(nèi)標出電源的正、負極．

解答 解：
（1）平行于主光軸的入射光線經(jīng)過凸透鏡折射后，折射光線過焦點，由此可以確定對應的入射光線；
過入射點（焦點）垂直界面作出法線，根據(jù)折射角小于入射角，在水中法線的另一側(cè)作出折射光線，如圖所示：

（2）B點離支點最遠，故最長的力臂為OB，過B點作垂直于OB的作用力F；如圖所示：

（3）小磁針的左端為N極，自由靜止時靠近螺線管的右端，所以螺線管的左端為N極，在磁體的周圍，磁感線從磁體的N極流出回到S極，所以磁感線的方向是向右的．
利用螺線管的左端為N極和線圈的繞向，根據(jù)安培定則可以確定電流從螺線管的右端流入、左端流出，從而可以確定電源的左邊為負極、右邊為正極．如圖所示：

點評 （1）關于凸透鏡，有三條特殊的入射光線：①平行于主光軸；②過焦點；③過光心的．每條特殊的入射光線對應的折射光線都有自己的特點，注意區(qū)分．
（2）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，解題的關鍵是找出最長的力臂．
（3）安培定則涉及三個方向：磁場方向；電流方向；線圈繞向．告訴其中的兩個方向可以確定第三個方向．