Question

（1）如圖所示，凸透鏡的焦距為1.5cm，O為透鏡的光心．請按照實際尺寸標(biāo)出凸透鏡右側(cè)焦點F的位置，并畫出入射光線所對應(yīng)的折射光線．
（2）玩具“不倒翁”被扳倒后會自動立起來．請在圖甲中畫出水平桌面對“不倒翁”支持力的示意圖，在圖乙中畫出“不倒翁”所受重力的示意圖．（O為不倒翁的重心）
（3）如圖所示，開關(guān)閉合后，螺線管通電產(chǎn)生磁場，位于螺線管右則的小磁針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)．請畫出通電螺線管的N、S極，并用箭頭在小磁針N極的下方標(biāo)出其轉(zhuǎn)動的方向．
（4）如圖所示，F(xiàn)₁是作用在抽水機手柄A點處的動力，O為支點．請畫出動力F₁的力臂l₁．

Answer 1

解：（1）平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線通過焦點，作出折射光線，如下圖

（2）甲圖中不倒翁受到的支持力從桌面經(jīng)過重心豎直向上畫，標(biāo)出符號F，
乙圖中不倒翁受到的重力從重心豎直向下畫，標(biāo)出符號為G，如圖；

（3）閉合開關(guān)，螺線管中有電流通過，產(chǎn)生磁性，根據(jù)安培定則，四指順著電流的方向握住螺線管，大拇指指螺線管的右邊，所以，螺線管右端是N極，左端是S極；
根據(jù)磁極間的相互作用，同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引的特點，可判斷小磁針逆時針方向轉(zhuǎn)動，如下圖所示：

（4）
①延長動力的作用線（用虛線）．
②由支點向動力的作用線做垂線（用虛線）．
③畫出大括號，標(biāo)出L₁．如下圖

分析：（1）圖中的光線平行于主光軸，根據(jù)凸透鏡的折射作用，平行于主光軸的光線經(jīng)透鏡折射后過焦點．
（2）支持力F的作用點在接觸面上，且方向垂直接觸面向上；重力G的方向總是豎直向下的，作用點在重心．
（3）已知電源的正負極則可知電流方向，由安培定則可知螺線管磁極，由磁極間的相互作用可知小磁針的轉(zhuǎn)動方向．
（4）力臂的畫法：首先確定支點0；然后延長動力的作用線和阻力的作用線（用虛線）；再由支點向動力作用線和阻力作用線做垂線（用虛線）；最后畫上大括號，標(biāo)出L₁和L₂．
點評：（1）凸透鏡光路作圖主要是對三條特殊光線的考查：
①平行于主光軸的光線，經(jīng)透鏡折射后過焦點；
②從焦點發(fā)出的光線，經(jīng)透鏡折射后與主光軸平行；
③過光心的光線其傳播方向不改變．
（2）考查了重力的示意圖和支持力的作法．不管物體怎樣運動，重力的方向總是豎直向下的．
（3）右手螺旋定則內(nèi)容為：右手握住螺線管，四指指向電流方向，大拇指所指的方向為螺線管N極方向．要求能熟練準(zhǔn)確應(yīng)用該定則．
（4）掌握杠桿的五要素，會畫力臂，會根據(jù)力臂畫出力．延長力的作用線和由支點向力的作用線做垂線都用虛線．