Question

10．（1）如图1中，画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图（要求保留作图痕迹）．
（2）如图2所示，SA、SB是光源发出的两条光线，其中SA平行于主光轴，SB过左焦点，请画出这两条光线通过凸透镜后的出射光线（注意标出箭头方向）．
（3）闭合开关S后，通电螺线管和小磁针静止时位置如图3所示，请标出螺线管和小磁针的N、S极．

Answer 1

分析 （1）此题是求杠杆最小力的问题，已知点O是动力作用点，那么只需找出最长动力臂即可，可根据这个思路进行求解．
（2）关于凸透镜有三条特殊的入射光线：①平行于主光轴的；②过焦点的；③过光心的；此题中给出的是前面的两条特殊光线．
（3）据电源的正负极可判断出电流的方向，据电流的方向和线圈的绕发可判断出线圈的NS极，再据磁体间的作用规律可判断小磁针的NS极．

解答 解：（1）O为支点，所以力作用在杠杆的最右端，并且力臂是支点O到杠杆最右端的距离时，力臂最长，此时的力最小．确定出力臂然后做力臂的垂线即为力F，如图所示：
（2）SA这条入射光线平行于主光轴，其经凸透镜折射后，折射光线过焦点．由此可以确定这条入射光线的折射光线．
SB这条入射光线过焦点，过焦点的入射光线经过凸透镜折射后，平行于主光轴．由此可以确定SB的折射光线，光路图如图所示：
（3）据图能看出，电流从左端流入，据电流的绕发结合安培定则能看出，此时线圈的左端是S极，右端是N极；再据磁体间的作用规律可知，靠近线圈S极的是小磁针的N极，靠近线圈N极的是小磁针的S极，如下图所示：

故答案为：如图所示．

点评 （1）考查了杠杆中最小力的问题．解决此类题目的关键是确定出最长的力臂，并根据力臂的画法做出最小的力．
（2）把握凸透镜的三条特殊光线的入射光线和对应的折射光线的特殊点是解决此题的关键．
（3）知道磁体间的作用规律，并熟悉安培定则是解决该题的关键．