Question

16．（1）请在图1中作出入射光线AO的反射光线，并大致作出其折射光线．
（2）请在图2中标出通电螺线管的N极和磁感线的方向．
（3）如图3所示，重力不计的杠杆OAB，可绕O点在竖直平面内转动，杠杆与转动轴间的摩擦忽略不计．要使杠杆平衡，且OA段处于水平位置，画出作用于B端的最小力F和力臂．

Answer 1

分析 （1）根据入射光线、反射光线以及法线在同一平面内，并且入射角等于反射角，画出反射光线；
根据入射光线、折射光线以及法线在同一平面内，折射角小于入射角，确定折射光线的方向．
（2）安培定则内容为：用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指的方向为螺线管N极方向．
首先根据电流的方向结合安培定则可判出通电螺线管的磁极；再根据磁感线在螺线管外部从磁极的N极到S极画出其中的一条磁感线方向．
（3）由杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小，根据图示确定最大动力臂，然后作出力与力臂．

解答 解：（1）根据入射角等于反射角画出反射光线；根据折射角小于入射角画出折射光线．如图所示：
（2）电源左正右负，电流由螺旋管的左侧流入，故四指从电流流入的方向去握住螺线管，此时会发现大拇指指向该螺线管的右边，故该螺线管的右边是N极，左边是S极；
通电螺线管周围的磁感线从N极出来，回到S极．如图所示：
（3）由图示可知，线段OA是最大的动力臂L，此时力F最小，
过B点作线段OB的垂线即可作出动力F，力与力臂如图所示．

点评 （1）本题主要考查反射定律和折射定律的应用情况，注意真实光线为实线，法线为虚线；
（2）对于一个通电螺线管，只要知道电流的方向、线圈的绕法、螺旋管的N、S极这三个因素中的任意两个，我们就可以据安培定则判断出另一个．
（3）支点到力的作用线的距离是力臂，掌握力臂的作法、熟练应用杠杆平衡条件即可正确解题．