Question

（1）要使杠杆在如图1所示位置静止，画出力F _A、F _B的力臂l_A、l_B．
（2）如图2所示，一束光线从空气斜射到水面时发生反射和折射，AO为入射光线，请作出反射光线、法线和大致的折射光线．
（3）将图3中的螺线管连入你设计的电路中（在虚线方框内完成），要求：A、电路能改变螺线管磁性的强弱；B、使小磁针静止时如图所示．

Answer 1

解：（1）已知支点为O，过点O作力F_A的垂线段，即动力臂L_A；作力F_B的垂线段，即力臂L_B．如图所示：
（2）过入射点作法线，根据反射角等于入射角画出入射光线AO；根据折射角小于入射角画出折射光线OC．如图所示：
（3）要使小磁针在图示位置静止，就要保证电磁铁的左端为N极，右端为S极．结合线圈绕向利用安培定则可以确定电流方向：从电磁铁的左端流入，右端流出，进而确定了电源正负极在电路中的位置关系；
要改变电磁铁的磁性，只能改变电磁铁中电流的大小，所以要在电路中按装一个滑动变阻器．
故设计电路如下图所示：

分析：（1）力臂是支点到力的作用线的距离，因此要先确定支点，然后判断力的方向，再过支点做出力的作用线的垂线，支点到力的作用线的距离，即为所求作的力臂．
（2）在光的反射中，三线一面，两线分居，两角相等．光从空气中斜射入水中时，光的传播方向会发生偏折，且折射角小于入射角．
（3）根据使小磁针在图示位置静止确定了螺线管的NS极，进而利用线圈绕向结合安培定则可以确定螺线管中的电流方向；
要改变一个固定的电磁铁的磁性强弱，只能从改变通过它的电流入手分析．
点评：图3难度虽然不大，但涉及了磁极间作用规律、滑动变阻器的使用、电磁铁磁性强弱的决定因素以及安培定则四个知识点．综合性较强，是一道好题．