Question

14．（1）如图1所示，A，B是点光源S发出的光经平面镜M反射后的两条反射光线，请在图中标出点光源S和像点S′的位置，并完成反射光路图．
（2）如图2所示，硬质杠杆AOB上挂一重物G，O为支点，请你在杠杆AOB上作出使重物在图示位置静止时的最小力F及力臂L．
（3）电磁铁通电时，小磁针静止时的指向如图3所示，请标出电磁铁的北极和线圈的绕向．

Answer 1

分析 （1）根据反射光线反向延长过像点，作出反光点的像点S′，再根据平面镜成像的特点：像与物关于平面镜对称作出发光点S的位置，补出入射光线．
（2）首先明确杠杆的相关要素，再考虑要想使力最小，就得使力臂最大，据此选择力作用的位置及方向，最后作图表示出来．
（3）根据小磁针的指向判断出通电螺线管磁场的方向及磁极．根据安培定则再判断螺线管的绕线方法．

解答 解：（1）先将两条反射光线反向延长交于一点S′即为像的位置，再通过平面镜作出S′的对称点S，即为发光点的位置，并连接S与两个反射点画出入射光线，如图所示：

（2）根据杠杆平衡条件，动力臂越长越省力，力的作用点确定，从支点到动力作用点的距离便为最长的力臂；图中O为支点，要使杠杆平衡且动力最小，就应该让力F作用在A点，OA是最长的力臂，则力F应与OA垂直且向上．如图所示：

（3）由磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的右端为S极，左端为N极．根据安培定则，伸出右手使大拇指指向通电螺线管的N极（即螺线管的左端），则四指弯曲的方向为电流的方向，结合电流由螺线管的左端流入画出绕线方法，如图所示：

点评 （1）本题用到了光的反射定律、反射光线反向延长过像点、像与物关于平面镜对称，也可以先根据光的反射作出发光点，再根据平面镜成像的对称性作出像点．
（2）在杠杆的作图中，首先要认清杠杆的相关要素，其次再根据怎样得到最长的力臂，才能找到最小的力的位置与方向．
（3）利用安培螺旋定则既可由电流的方向判定磁极磁性，也能由磁极极性判断电流的方向和线圈的绕法．本题也可以利用磁极间的相互作用规律来帮助理解通电螺线管磁极的判断．