Question

根据要求作图：
（1）图为经凹透镜折射后的光线，请画出对应的入射光线．
（2）根据如图所示通电螺线管旁边小磁针N极的指向，判断电源的正、负极，并写在括号内．
（3）如图杠杆，分别画出为了使杠杠平衡的最小力F₁和阻力臂L₂．

Answer 1

解：①射向凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后与主光轴平行；平行于凹透镜主光轴的光线，经凹透镜折射后发散，其反向延长线过焦点，如下图：

②小磁针N极向右，则磁感线向右，因外部磁感线由N极指向S极，故螺线管右侧为N极；由右手螺旋定则可知电流由左侧流入，即电源左侧为正极，如下图：

③由图可见，支点为O，连接支点和动力作用点得到线段OA就是最长的动力臂，根据杠杆平衡的条件，要使杠杆平衡动力方向向上，据此可画出最小的动力；O为支点，点O到阻力G的垂线段就是阻力的力臂L₂．如下图所示：

分析：①凹透镜一般考查三条特殊光线，过光心的光线传播方向不变，射向凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后与主光轴平行，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后发散，但其反向延长线过焦点．
②由小磁针的指向可知磁感线的方向，由磁感线的方向可知螺线管的磁极，则由右手螺旋定则可知电流方向．
③根据杠杆平衡的条件，F₁×L₁=F₂×L₂，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长．而在通常情况下，连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长，据此可解决此题．
点评：本题需要学生注意以下几点：能够分得清凹透镜还是凸透镜；小磁针静止时N极所指的方向即为所在位置的磁场方向；螺线管的磁感线形状与条形磁铁的磁感线形状相似；力臂指的是支点到力的作用线的距离．