Question

15．按照题目要求作图：
（1）如图（1）所示，一束光照射到玻璃面，请画出它的折射光线的大概位置和反射光线．
（2）将图（2）中的螺线管连入你设计的电路中（在虚线方框内完成）．要求：A．电路能改变螺线管磁性的强弱；B．使小磁针静止时如图所示．

（3）如图（3）甲所示的钢丝钳，A是剪钢丝处，B为手的用力点，O为转动轴，图乙为单侧钳柄及相连部分示意图；请在图（3）乙中画出钢丝钳剪钢丝时的动力臂l₁和阻力F₂．
（4）传送带上有一个物体M，重为2N，它与传送带一起以0.5m/s的速度在水平方向向右匀速运动，不计空气阻力．请在图（4）中画出M的受力示意图．

Answer 1

分析 （1）根据反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，作出反射光线；
根据光由空气斜射进入玻璃中折射光线向法线偏折，折射角小于入射角作出折射光线．
（2）根据使小磁针在图示位置静止确定了螺线管的NS极，进而利用线圈绕向结合安培定则可以确定螺线管中的电流方向；
要改变一个固定的电磁铁的磁性强弱，只能从改变通过它的电流入手分析．
（3）力臂的画法：①首先根据杠杆的示意图，确定杠杆的支点．
②确定力的作用点和力的方向，画出力的作用线．
③从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂．
（4）物体向右匀速运动，由于不计空气阻力，所以物体受到重力G和传送带对它的支持力F，这两个力是一对平衡力，大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，作用点在物体的重心．

解答 解：（1）过入射点做出法线，在空气中法线的另一侧作出反射光线，注意反射角等于入射角；
在玻璃中法线的另一侧作出折射光线，注意折射角小于入射角，如图所示：

（2）要使小磁针在图示位置静止，就要保证电磁铁的左端为N极，右端为S极．结合线圈绕向利用安培定则可以确定电流方向：从电磁铁的左端流入，右端流出，进而确定了电源正负极在电路中的位置关系；
要改变电磁铁的磁性，只能改变电磁铁中电流的大小，所以要在电路中按装一个滑动变阻器．
故设计电路如下图所示：

（3）找出支点，从O做F₁的垂线段就是F₁的力臂，过A点做竖直向下的阻力F₂；如图所示：

（4）由于物体和传送带一起匀速运动，相对静止，所以不受摩擦力的作用，只受重力和支持力的作用；然后过重心沿竖直向下的方向和竖直向上的方向表示出重力和支持力．因为这两个力是一对平衡力，所以作图时两条线段长度要相等．如图所示：
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点评 （1）在两种透明介质的界面上，折射和反射一般是同时发生的，反射光线与入射光线在同种介质中，折射光线和入射光线在不同种介质中．
（2）本题考查了学生对于有关电磁铁知识的掌握情况，要求学生能运用所学的物理知识来解决实际问题，真正做到学以致用．
（3）作力臂时要找好支点与力的作用线，因为力臂是从支点到力的作用线的距离．
（4）画力的示意图，首先要对物体进行受力分析，看物体受几个力，既不要漏掉力，也不能杜撰出不存在的力，然后分析力的大小、方向和作用点，再按照画图的要求画出各个力．