Question

（1）如图1，OB是一束光线由空气射到水面时的反射光线，请你画出入射光线和折射光线的大致方向并标出入射角的度数．

（2）如图2，轻杆OB在外力作用下保持静止（O为支点），请在图中画出动力臂和阻力臂．
（3）1820年，安培在科学院例会上做了一个小实验，引起了与会科学家的极大兴趣．他将一个螺线管从中间用细丝线悬挂起来，使之可以在水平方向上灵活转动．实验发现，通电螺线管静止时两端总是指向南北方向．若实验中螺线管的绕线情况如图3所示，且静止时左端指南．请在图中螺线管的两端标上N、S极，并用箭头在导线上标出电流的方向．

Answer 1

解：
（1）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40°，则入射角和反射角均为50°．如图所示：
（2）找出支点O，从O做F₁的作用线的垂线段就是F₁的力臂，从O做F₂的作用线的垂线段就是F₂的力臂．如图所示：
（3）地球是个大磁体，其N极在地球的南极附近，其S极在地球的北极附近；因螺线管静止时左端指南，由磁极间的相互作用可知螺线管左端为S极，右端为N极；则由右手螺旋定则可知电流由右侧流入；
如图所示：

分析：（1）OB是一束光线由空气射到水面后的反射光线，在图中画出入射光线，标出入射角的度数，并画出折射光线的大致方向．
（2）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．
（3）由地磁场的特点利用磁极间的相互作用可判出螺线管的磁极，则由右手螺旋定则可得出电流方向．
点评：（1）本小题考查了光的反射定律和光的折射规律．光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角．
（2）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．
（3）本小题应掌握地磁场的特点、磁极间的相互作用及右手螺旋定则，均属重点内容应熟练应用．