Question

2．按題目要求作圖：
（1）在圖1中畫出使杠桿在圖示位置保持平衡時最小的力．
（2）在圖2中標出小磁針的N極和通電螺線管下方那條磁感線的方向．
（3）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖3中的元件正確的連入圖中．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)杠桿平衡的條件，F(xiàn)₁×L₁=F₂×L₂，在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下，要使所用的動力最小，必須使動力臂最長．而在通常情況下，連接杠桿中支點和動力作用點這兩點所得到的線段最長，據(jù)此可解決此題．
（2）根據(jù)螺線管中電流的方向和線圈的繞向，確定螺線管的NS極；然后利用磁感線的特點可以得到磁感線的方向；利用磁極間的作用規(guī)律可以確定小磁針的N、S極．
（3）家庭電路中，開關(guān)控制燈泡時，火線首先進入開關(guān)，再進入燈泡頂端的金屬點，零線直接進入燈泡的螺旋套．
家庭電路中，三孔插座的上孔接地線，左孔接零線，右孔接火線．

解答 解：
（1）在阻力與阻力臂一定時，由杠桿平衡條件可知，動力臂越大，動力越小．由圖示可知，OB是最大動力臂，當力F與OB垂直向上時，力F最小，如圖所示：
（2）由圖可知，電流從螺線管的左端流入、右端流出，結(jié)合線圈繞向，利用安培定則可以確定螺線管的左端為S極，右端為N極；
在磁體的周圍，磁感線從N極發(fā)出，回到S極．由于螺線管的右端為N極，由此可以確定磁感線的方向是向左的；
根據(jù)異名磁極相互吸引可以確定與螺線管左端S極靠近的是小磁針的N極，則小磁針的右端為S極．如圖所示：
（3）火線首先進入開關(guān)，再進入燈泡頂端的金屬點，零線直接進入燈泡的螺旋套．這樣開關(guān)既能控制燈泡，又能在燈泡損壞時，斷開開關(guān)，切斷火線，更換燈泡時更安全．
三孔插座的上孔接地線，左孔接零線，右孔接火線．當金屬外殼的用電器插入三孔插座時，能使金屬外殼接地，防止漏電時發(fā)生觸電事故．如圖所示：
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點評 （1）本題考查杠桿中最小力的問題以及力的示意圖畫法的掌握情況，知道支點與力的作用點的連線為最長的力臂．
（2）本題考查了安培定則的使用、磁場的認識和理解．
（3）在家庭電路中，安裝各個元件，不但考慮各元件能正常工作，更要考慮使用的安全性．