Question

17．（1）如图1所示，请你画出图中的入射光线．
（2）如图2，根据小磁针静止时的指向在图示中标出通电螺线管的N、S极和电流方向．
（3）如图3所示，杠杆OA可以绕O点转动，使杠杆在图示位置平衡，画出最省力时的作用力的方向和力臂．

Answer 1

分析 （1）在作凸透镜或凹透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图．
（2）由图可知小磁针的指向，则由磁极间的相互作用可知通电螺线管的N、S极，再由右手螺旋定则可得出电流的方向．
（3）根据杠杆平衡的条件可知，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．

解答 解：
（1）指向另一侧焦点的入射光线经凹透镜折射后平行于主光轴，如图所示：

（2）小磁针N极向左，S极向右，因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以螺线管左侧为N极，右侧为S极；由右手螺旋定则可知，电流由右侧流入，左侧流出．如图所示：

（3）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，根据动力与垂直于力臂画出最小的动力；如图所示：

点评 （1）凹透镜有三条特殊光线：过光心的光线传播方向不变，平行于主光轴的入射光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点，指向另一侧焦点的入射光线经凹透镜折射后平行于主光轴．
（2）考查磁极间的相互作用及安培定则，要求能熟练应用右手螺旋定则由电流方向判断磁极方向，或由磁极方向判断电流方向．
（3）力臂是支点到力的作用线的距离，若支点与力的作用点的连线成为力臂，此时的力臂最大．