Question

12．按照題目要求作圖：

（1）如圖甲所示，一塊磁鐵吸附在豎直鐵板上處于靜止?fàn)顟B(tài)，請畫出磁鐵在豎直方向上所受力的示意圖．
（2）如圖乙所示，AO為入射光線，O為入射點(diǎn)．根據(jù)光的反射和折射特點(diǎn)，在圖中畫出反射光線及折射光線．
（3）如圖丙所示，曲桿AOBC自重不計(jì)，O為支點(diǎn)，AO=60cm，OB=40cm，BC=30cm，要使曲桿在圖示位置平衡，請作出最小動力F₁的示意圖及重物對桿拉力F₂的力臂l．
（4）如圖丁所示，在圖中標(biāo)出靜止在磁場中的小磁針的N極和磁感線的方向．

Answer 1

分析 （1）畫力的示意圖，首先要對物體進(jìn)行受力分析，看物體受幾個力，要先分析力的大小、方向和作用點(diǎn)，再按照畫圖的要求畫出各個力．
（2）光從水斜射入空氣中時，在界面上會同時發(fā)生反射和折射，依據(jù)光的反射定律和折射規(guī)律，先畫出法線，再根據(jù)反射角和折射角的變化，大致找到光線的位置，畫出即可．
（3）根據(jù)杠桿平衡的條件可知，力臂越長越省力，因?yàn)镺B=40cm，BC=30cm，所以O(shè)C=50cm，而OA=60cm，故OA的力臂最長，所以過A點(diǎn)作OA的垂線．
（4）從電流的方向入手，利用安培定則判斷出螺線管的極性，進(jìn)而確定磁場的方向，最后根據(jù)磁極間的相互作用確定小磁針的指向．

解答 解：（1）磁鐵處于靜止?fàn)顟B(tài)，則受力平衡，重力和摩擦力是一對平衡力，過重心作豎直向上的摩擦力f和豎直向下的重力G，并且線段長度相等．如圖所示：

（2）先畫出法線，這是一條過O點(diǎn)垂直于界面的直線；依據(jù)反射角等于入射角畫出反射光線OB，依據(jù)折射角大于入射角畫出折射光線OC．如圖所示：

（3）O為支點(diǎn)，力臂最長時作用力最小，故以O(shè)A為力臂，過A點(diǎn)作OA的垂線，為力的方向；
過這點(diǎn)作阻力F₂的垂線段，垂線段的長即為其力臂L₂，如圖所示：

（4）電流從左側(cè)流向右側(cè)，依據(jù)安培定則可判斷出螺線管的右端為N極，左端為S極，磁感線在磁體外部是由N極指向S極的；由磁極間的相互作用可知，小磁針的左端為S極，右端為N極；如圖所示．
 

點(diǎn)評 （1）畫力的示意圖的一般步驟為：一畫簡圖二定點(diǎn)，三畫線，四畫尖，五把力的符號標(biāo)尖邊．按照這個作圖步驟，很容易能夠畫出指定力的示意圖．
（2）在作光的折射光路圖時要注意：不管光從哪種介質(zhì)斜射向哪種介質(zhì)，在光疏質(zhì)（密度比較小的物質(zhì)）里面的角（入射角或折射角）較大；在光密質(zhì)（密度比較大的物質(zhì)）里面的角（入射角或折射角）較小，即“疏大密小”．角度越小，光線越靠近法線．
（3）注意力臂最長，就最省力，并且熟練力臂的畫法．
（4）考查了右手螺旋定則和磁極間的相互作用規(guī)律及磁感線的特點(diǎn)．右手螺旋定則：讓四指彎曲，跟螺線管中電流的方向一致，則大拇指指的方向是通電螺線管的N極；磁極間的相互作用規(guī)律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引．