Question

2．按照题目要求作图：

（1）请在图甲中画出一条眼睛能看到蜡烛S点的像S′的光路图．
（2）如图乙，在杠杆AB上施加一个最小的力，使杠杆在图中所示位置平衡，画出这个最小力的示意图．
（3）根据图丙中通电螺线管的S极，标出磁感线方向、小磁针的N极，并在括号内标出电源的正、负极．
（4）如图丁，作出烧杯中小球静止在水面上时所受力的示意图．

Answer 1

分析 （1）要根据平面镜成像的特点：像与物体关于镜面对称．并且要知道反射光线的反向延长线过像点．
（2）由杠杆的平衡条件可知：当阻力、阻力臂一定时，动力臂越大，则动力越小；因此解答此题，只需找出使动力臂最大的动力作用点，然后作动力臂的垂线即可．
（3）利用螺线管的右端为N极，结合磁感线的特点和磁极间作用规律可以确定磁感线的方向和小磁针的N、S极．
利用线圈的绕向和螺线管的N、S极，结合安培定则可以确定螺线管中电流的方向，进一步可以得到电源的正负极．
（4）画静止在水面上的小球的受力示意图首先要搞清楚小球的受力情况，然后根据力的作图方法来作图．

解答 解：（1）连接S与像点S′，连接S′P与镜面相交于一点O，即为入射点，连接SO、PO，则SO是入射光线，OP为反射光线，如下图甲所示．

（2）由图知：若用最小的力使杠杆平衡，那么可选取点A做为动力作用点，OA做动力臂（即动力臂最长，力最小），如图乙所示：

（3）螺线管的右端为N极，磁感线从磁体的N极出发，回到S极，所以可以确定螺线管周围磁场的方向是从左向右的．
当小磁针静止时，根据磁极间作用规律可知，靠近电磁铁N极的一定是小磁针的S极，由此可知小磁针的右下端为N极．
根据螺线管的右端为N极，以及线圈的绕向利用安培定则可以确定螺线管中电流是从螺线管的左端流入右端流出．
根据电流方向与电源正负极之间的关系：在电源外部电流从正极流出，回到负极，可以确定电源的正负极：左端为正极，右端为负极．
如下图所示：

（4）小球静止在水面上，受到了竖直向下的重力和竖直向上的浮力，二力为一对平衡力，过小球重心，分别沿竖直向下和竖直向下的方向画一条有向线段，并分别用G和_F浮表示，作图时两条线段长度要相等．如图所示：

点评 （1）明确平面镜成像的实质，并把握好作图的顺序，是完成此题的关键，同时，还要注意实线、虚线的区别．
（2）在处理此类杠杆中最小力的问题时，可按以下步骤进行：
①确定支点和动力作用点；
②过动力作用点做出与动力臂垂直的直线；
此题中，易出现的错误是以A为动力作用点，但实际上这样得到的动力臂不是最长的，因此解题时一定不要被惯性思维所误导．
（3）解决此题关键要抓住此题的突破口：螺线管的右端为N极．然后利用相关知识解决磁感线的方向、小磁针的N极、电源的正负极．
（4）画力的示意图时，一定要结合物体所处的运动状态，当物体静止或做匀速直线运动时，受到的力是平衡力．