Question

4．請按要求作圖：
（1）在圖甲中的虛線框內(nèi)填入合適的透鏡．
（2）如圖乙所示，用起子開啟瓶蓋，畫出動力F₁的力臂L₁及阻力F₂的示意圖．
（3）如圖丙所示，根據(jù)通電螺線管的磁感線方向，標(biāo)出電源的正、負(fù)極和小磁針的N極．

Answer 1

分析 （1）凸透鏡對光線有會聚作用；凹透鏡對光線有發(fā)散作用；
光線的會聚和發(fā)散主要看出射光線是靠近了主光軸還是遠(yuǎn)離了主光軸．
（2）知道力臂是從支點到力的作用線的距離，由支點向力的作用線引垂線，垂線段的長度即為力臂；掌握動力和阻力的概念，在此題中蓋對起子的力即為阻力．
（3）①根據(jù)圖中磁感線方向，先判斷螺線管的兩個磁極．
②根據(jù)磁極間的相互作用再判斷小磁針的磁極．
③最后根據(jù)安培定則判斷螺線管中電流的方向，標(biāo)出電源的正負(fù)極．

解答 解：（1）由圖可知，光線經(jīng)過透鏡變的靠近了主光軸，對光線起到了會聚作用，應(yīng)填凸透鏡；如圖所示：

（2）首先在F₁的方向上做出力F₁的作用線，然后從支點O向F₁的作用線引垂線，垂線段的長度即為力臂L₁．
F₁使起子沿逆時針轉(zhuǎn)動，其中蓋對起子的力阻礙了起子的轉(zhuǎn)動，所以是阻力F₂，方向豎直向下，如下圖所示：

（3）在磁體外部，磁感線總是從磁體的N極發(fā)出，最后回到S極．所以螺線管的左端為N極，右端為S極．根據(jù)磁極間的相互作用可以判斷出小磁針的右端為N極，左端為S極．根據(jù)安培定則：伸出右手，使右手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，即電流是從螺線管的右端流入的．所以電源的右端為正極，左端為負(fù)極．如圖所示：

點評 （1）此題主要考查了凸透鏡和凹透鏡對光線的作用．首先通過比較折射光線與入射光線的情況確定會聚或發(fā)散作用，從而確定透鏡的種類．
（2）掌握杠桿的五個要素：支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂．根據(jù)動力和阻力畫出動力臂和阻力臂；注意力臂是一條線段，而非直線．
（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．