Question

18．根据要求作图：

（1）如图a所示，轻质杠杆A点挂一重物G，O为支点．请在B处画出使杠杆平衡的最小动力F_l的示意图，并作出阻力臂l₂．
（2）根据图b中标出的电流方向，从电池组、电流表、电压表三个元件符号中选两个填入电路空缺处．填入后要求：闭合开关，小灯泡L₁和L₂并联且都能发光．
（3）如图c是楼梯照明灯的模拟电路．要求是，在楼梯的上下两端都能对灯进行控制．请在图上补画连接导线，使之符合这一要求．

Answer 1

分析 （1）根据杠杆平衡的条件可得力臂越长越省力，因此先确定最长的力臂，从而确定最小的力F．
根据力臂是指从支点到力的作用线的距离作出阻力臂l₂．
（2）要使灯泡发光则必须有电源；两只灯泡并联说明每个灯泡独立与电源组成通路．
电流表在电路中相当于短路，并且与用电器串联；电压表与被测电路并联，电压表在电路中相当于开路；
（3）要想使楼梯的上下端都能控制同一个灯，开关必须与灯泡串联，但两个开关是并联的．

解答 解：（1）当力F₁作用在B点，并且与杆垂直时，力臂最长，最省力，由图可知，要是杠杆平衡，最小力的方向应该向上． 
反向延长阻力F₂的作用线，从支点O向阻力的作用线引垂线，垂线段的长即为阻力臂L₂，如图所示：

（2）电源应位于右端，且下端为负极；若左端为电压表则灯泡L₁不发光、不符合题意；左端为电流表，两灯泡并联、且都发光，符合题意．
如下图所示：

（3）由题意知，需要组成由两个开关并联后与一只灯泡串联的照明电路．如图所示；

点评 （1）求最小的力是常见的题型，关键是找到最大的动力臂，一般来说，支点与动力作用点的连线就是最大的动力臂．
（2）解决此类问题需要会根据电流的方向选择合适的元件，会识别串联电路和并联电路．
（3）本题关键是明确单刀双掷开关的原理．