Question

2．按要求作图

（1）如图甲所示，AC为杠杆，O为支点，在B点处挂一个重物，请画出杠杆在如图所示位置平衡时，受到的最小动力F₁的示意图及其臂L₁、重物对杠杆拉力的力臂L₂．
（2）如图乙所示，请根据通电螺线管的N、S极，标出小磁针N极、通电螺线管的外部磁感线方向以及电源的正、负极．

Answer 1

分析 （1）力臂是支点到力的作用线的距离；
使动力臂最长，在阻力和阻力臂一定时，动力臂最长时、最省力，据此画出动力方向；
（2）根据图中通电螺线管的N、S极，可判断磁感线的方向．根据磁极间的相互作用再判断小磁针的磁极．最后根据安培定则判断螺线管中电流的方向，标出电源的正负极．

解答 解：（1）为使拉力最小，动力臂要最长，拉力F的方向应该垂直杠杆向上，即竖直向上，动力臂为OA最长；重物对杠杆拉力作用在杠杆上，方向与重力方向相同，从O点作其力臂L₂，如图所示：

（2）螺线管的左端为N极，右端为S极．因为在磁体外部，磁感线总是从磁体的N极发出，最后回到S极，故箭头方向向右．
根据磁极间的相互作用可以判断出小磁针的左端为S极，右端为N极．
根据安培定则：伸出右手，使右手大拇指指示通电螺线管的N极，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，即电流是从螺线管的右端流入的．所以电源的左端为正极，右端为负极．如图所示：

点评 本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用、安培定则的应用．根据阻力和阻力臂一定时，动力臂最长时最省力找出动力臂是本题的关键．安培定则涉及三个方向：磁场方向；电流方向；线圈绕向．告诉其中的两个方向可以确定第三个方向．