Question

13．（1）请在图（1）点A处画出使杠杆平衡的最小的力F₁的方向及重力G的力臂l₂
（2）激光笔从水中发出光线，在水面与空气的界面处发生折射和反射，在图（2）中完成光路图．
（3）请把图（3）中螺口电灯、开关、三孔插座接到家庭电路中．

Answer 1

分析 （1）根据杠杆的平衡条件，在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下，要使动力最小，则动力臂必须最长，先确定最长的力臂--即离支点最远的点，然后过动力作用点做垂直于杠杆的作用力即可；确定支点和重物对杠杆的力的作用线，从支点到作用线的距离便是L₂．
（2）先过入射点垂直界面作出法线，要作出反射光线必须知道反射定律的内容：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，按反射定律的内容作出反射光线；
要作出折射光线，必须知道折射定律的内容：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线与入射光线分居法线两侧，当光由空气斜射入水中时，折射角小于入射角，当光由水斜射入空气中时，折射角大于入射角．
（3）火线首先接入开关，再接灯泡，零线直接接灯泡．这样开关能起到控制灯泡的作用，也能保证更换灯泡时，断开开关，切断火线，使用更安全．
三孔插座接法：上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线．

解答 解：
（1）由图知，在A点作用力时，最长的力臂是OA，则力F₁应与OA垂直，方向向下；
做出G对杠杆的力的作用线，从支点O到力的作用线的距离就是L₂，如图所示：
；
（2）过入射点垂直界面作出法线，在水中法线左侧作出反射光线，并使反射角等于入射角，如图；
在法线左侧的空气中作出折射光线，使折射角大于入射角，如图
；
（3）灯泡接法：火线首先接入开关，再接灯泡，零线直接接灯泡；三孔插座接法：上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线．
如图所示：

点评 （1）此题既考查了力臂和力的画法，也考查了最小力的确定．根据杠杆的平衡条件，要使杠杆上的力最小，必须使该力的力臂最大，而力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远，所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点，这两点的连线就是最长的力臂，过力的作用点作垂线就是最小的力．
（2）光斜射到两种透明介质的界面上，一般要发生反射和折射，反射与入射在同一种介质中，要按反射定律作图；折射与入射在不同的介质中，要按折射定律去作图．
（3）掌握家庭电路中保险丝、开关、灯泡、插座的正确接法．