Question

（2012?建邺区一模）按要求完成下列各图．
（1）请根据凹透镜对光线的作用完成光路．
（2）如图乙所示，使用羊角锤拔钉子，动力作用在锤柄上的A点．请作出拔钉子时所用最小动力F₁的示意图及阻力F₂的力臂L₂．
（3）根据图丙所示的磁感线方向标出磁极名称和小磁针的N极．

Answer 1

分析：（1）根据凹透镜三条特殊光线的作图：①延长线过另一侧焦点的入射光线经凹透镜折射后将平行于主光轴；②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后变得发散，其折射光线的反向延长线过焦点；③过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变．
（2）由杠杆的平衡条件可知，当动力臂最大时，动力最小，即最省力．连接支点和力的作用点A即是最大动力臂，当作用力与之垂直时，作用力最小．
（3）由磁感线的形状可知两磁铁的极性，由小磁针所在位置的磁感线方向可知小磁针的极性位置．

解答：解：（1）平行于主光轴的光线经凹透镜折射后变得发散，其折射光线的反向延长线过焦点；过光心的入射光线，经过凹透镜折射后，其传播方向不变，由此可以画出其折射光线如下图所示：
（2）力臂越长越省力，最长的力臂即支点与作用点的连线，然后根据力臂的画法作出垂直于力臂的作用力即可．过O点作垂直于F₂的垂线即为阻力F₂的力臂L₂．如下图所示：
（3）由磁感线可知两磁极相互排斥，且磁感线均指向磁铁，故两磁极均为S极，小磁针所在处磁场向上，故小磁针N极在上，S极在下．

点评：（1）关于凸透镜或凹透镜的特殊光线的作图，把握住入射光线与对应的折射光线的特点是解决此类题目的关键．
（2）求最小的力是常见的题型，关键是要找到离支点最远的点从而做出最长的力臂．
（3）常见磁铁的磁感线的形状应牢记：如条形磁铁、蹄形磁铁、通电螺线管等．