Question

15．按照题目要求作图．

（1）如图甲所示，请在图上画出使杠杆平衡的最小的动力及其力臂．
（2）如图乙所示，在虚线框内填上电池符号，在磁感线上标出磁场方向．
（3）如图丙所示，请你用笔画线代替导线将插座和电灯（带开关）分别接入家庭电路中．其中S₁为旋钮开关，单独控制台灯的通断与亮度；S₂为单独控制电视插座的开关，请在图中将电路图连接完整，要求符合安全用电的原则．

Answer 1

分析 （1）使用杠杆时，若阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，越省力；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．
（2）螺线管的NS极已知，利用右手安培定则可以确定螺线管中的电流方向；电源外部，电流方向从电源正极流向负极，然后利用磁感线的特点可以得到磁感线的方向；
在磁体外部，磁感线的方向是从N极流向S极．
（3）灯泡的接法：火线首先过开关，再接入灯泡，零线直接接入灯泡；
S₂为单独控制电视插座的开关，则S₂应与电视插座串联．

解答 解：（1）在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下，最省力，即动力臂最长，由图知OB比OA长，所以OB做动力臂最长，过B点与OB垂直向上作垂线就得到动力F的方向，如下图所示：
（2）根据螺线管的NS极，结合线圈的绕向，可以确定电流从螺线管的右端流入、左端流出，即电源的右端为正极、左端为负极，
磁感线的方向是：在磁体的周围N极流出，回到S极．由于螺线管的左端为N极，由此可以确定磁感线的方向是向右的．如图所示：
（3）火线先进开关，然后接入灯泡；而零线直接接入灯泡；开关S₂应与插座串联，开关接火线，电视插座直接接零线．
电路图如下图所示．

点评 （1）根据杠杆的平衡条件，要使杠杆上的力最小，必须使该力的力臂最大，而力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远，所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点，这两点的连线就是最长的力臂，过力的作用点作垂线就是最小的力．
（2）安培定则共涉及三个方向：电流方向、线圈绕向、磁场方向，告诉其中的两个可以确定第三个．其中磁场的方向往往与小磁针的NS极或磁感线的方向联系在一起，而电流方向经常与电源的正负极联系起来．
（3）掌握灯泡、开关、插座的接法，掌握安全用电的原则．