Question

按题目要求作图：
（1）画出图1中与入射光线对应的反射光线和大致的折射光线位置．
（2）在图2画出使杠杆平衡的最小力．
（3）请在图3中的虚线框内填入开关和电灯的符号．
（4）电磁铁和永磁体产生的磁场如图4所示，请标出永磁体A左端的磁极和电磁铁电源的“+”、“-”极．

Answer 1

分析：（1）根据两个定律作图，反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角；折射定律：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角；当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折，折射角大于入射角．
（2）根据杠杆的平衡条件，动力臂越长越省力，找出杠杆的最长力臂，然后根据力臂的概念确定力的方向．
（3）根据保险丝的位置可判断出火线，再根据开关要控制火线的原则，判断出开关与电灯的位置．
（4）根据磁感线判断磁体的磁极，再根据右手定则判断电流的方向确定电源的正负极．

解答：解：（1）由光的反射定律的内容，首先过入射点画出法线，法线与界面垂直（虚线），根据反射角等于入射角画出反射光线；光由空气斜射进入液体中时，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角．如下图所示：

（2）由图知，从O点到B端距离最大，这是最长的力臂．所以力作用在杠杆的最右端，根据力和力臂垂直的关系，确定力的方向为垂直杠杆向上如图所示：

（3）读图可知，装有保险丝的一条线一定是火线，因此b点应先与开关连接，再连接灯泡，如图；

（4）在磁体的外部，磁感线总是从磁体的N极发出最后回到S极，所以永磁体A的左端及电磁铁的右端都是N极．再根据右手定则，伸出右手使右手大拇指指向电磁铁的N极，四指弯曲所指的方向为电流的方向，即电流从电磁铁的左端流入，所以电源的左端为“+”极，右端为“-”极．如图所示：

点评：（1）在光路图中，法线要画成虚线，如果能够确定反射角，在光路图中，一定要标出反射角的度数；画折射光路时，一定注意光从哪种介质进入哪种介质．
（2）考查了杠杆最小力的画法，关键是找出最长的力臂，然后根据力臂的概念确定力的方向．
（3）考查家庭电路的连接，保险丝的位置是判断火线的关键，开关控制火线这是家庭电路连接的基本要求．
（4）右手螺旋定则不但可以判断出螺线管的磁极，也能根据磁极判断出电流方向或绕圈的绕向，即电流方向、线圈的绕向及N极方向，知道其中两个便可求出另外一个．