Question

（1）图为经凹透镜折射后的光线，请画出对应的入射光线．
（2）根据图中通电螺线管的南北极，标出小磁针的N极和电源的“+”、“-”极．
（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

分析：（1）作凸透镜或凹透镜的光路图时，首先要仔细观察入射光线的特点，然后再根据透镜的光学特点来作图；
（2）①利用螺线管的N、S极，结合磁极间作用规律，确定小磁针的N、S极；②利用螺线管的N、S极，和线圈绕向，根据右手螺旋定则可以确定线圈中电流方向，进一步确定电源的正负极．
（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．

解答：解：
（1）平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点；延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴；如图所示：

（2）螺线管的下端为N极，根据磁极间作用规律可知，靠近螺线管下端的小磁针的下端为S极，上端为N极；
利用螺线管线圈的绕向和N、S极，结合右手螺旋定则可以确定线圈中电流的方向是从螺线管的上端流入，下端流出，从而可以确定电源的上端为正极，下端为负极．答案如图所示．

（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：

点评：（1）凹透镜三条特殊光线的作图：①延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴；②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点；③过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变．
（2）关于右手螺旋定则，涉及三个方向：磁场方向、线圈绕向、电流方向，告诉其中的两个让确定第三个．如此题：告诉了磁场方向和绕向，确定电流方向．
（3）做出杠杆中的最小动力，可以按照以下几个步骤进行：①确定杠杆中的支点和动力作用点的位置，②连接支点与动力作用点，得到最长的线段，③经过动力作用点做出与该线段垂直的直线，④根据杠杆平衡原理，确定出使杠杆平衡的动力方向．