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15.请按照要求作图:
(1)如图1所示是浸没在水里一个皮球正在上浮,请作出这个皮球所受力的示意图(不计水对球的阻力)
(2)如图2所示,一条光线从空气射到水面,折射光线与反射光线垂直,请作出这条入射光线的反射光线和折射光线,并标出入射角与折射角的大小.
(3)如图3所示,用笔画线代替导线将电灯、开关、三眼插座接到电路中.

分析 (1)皮球在水中上浮,是因为浮力大于重力,分别按力的示意图的作法作出浮力和重力.
(2)一束光线由空气射到水面时,既要发生反射,又要发生折射,反射角等于入射角,折射角小于入射角.反射光线与水面的夹角为30°,则入射角和反射角均为60°.再根据折射光线与反射光线垂直,可求出折射光线与水平面的夹角,然后可知折射角.
(3)灯泡的接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点;零线直接接入灯泡的螺旋套.三孔插座的接法:左孔接零线;右孔接火线,中间孔接地线.

解答 解:(1)浮力、重力均作在重心上,重力G竖直向下,浮力F竖直向上,浮力的长度大于重力,如下图所示:
(2)因为一条光线从空气射到水面,入射光线与水面的夹角为30°,则入射角为90°-30°=60°,则反射角也为60°,
反射光线与水平面的夹角为30°,又因为折射光线与反射光线垂直,所以折射光线与水平面的夹角为90°-30°=60°,则折射角为90°-60°=30°.
故入射角为60°,折射角为30°,如图所示:
(3)开关与火线相连,灯泡的左端与零线相连;三孔插座的左孔与零线相连,右孔与火线相连;中间孔与地线相连,如图所示:

点评 (1)重力和浮力一般能作出,易错点在于画不出浮力的长度大于重力.
(2)解答此题的关键是明确入射角、反射角和折射角分别指对应光线与法线的夹角,根据图示角的关系,求出入射角和折射角.
(3)本题考查了开关、插座的接法.开关接在火线与电灯之间,可以使开关断开时,电灯灯座上没有电,这样在换灯泡时不会发生触电.

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