Question

19．按照題目要求作圖．
（1）根據平面鏡成像特點，在圖中畫出物體AB在平面鏡MN中所成的像．
（2）畫出圖中凹透鏡的折射光線．
（3）將如圖所示的電磁鐵連入你設計的電路中（在虛線框內完成，器材自選）．
要求：①電磁鐵磁性有無可以控制；
②能改變電磁鐵磁性的強弱；
③電路接通后使小磁針靜止時在如圖所示的位置．

Answer 1

分析 （1）平面鏡成像的特點是：像物大小相等、到平面鏡的距離相等、連線與鏡面垂直、左右互換，即像物關于平面鏡對稱，利用這一對稱性作出AB的像；
（2）先確定所給的入射光線或折射光線的特點，然后根據凹透鏡的光學特點（三條特殊光線）作圖．
（3）要改變電磁鐵磁性的強弱，就需要從決定電磁鐵磁性強弱的因素電流大小、線圈匝數、有無鐵芯這幾方面去考慮．由于線圈匝數、鐵芯這兩個方面已經確定．故只有從電流大小去考慮．
要使小磁針靜止在圖示位置，就要使電磁鐵的左端為N極，右端為S極．然后利用安培定則來確定電流方向．

解答 解：（1）分別作出物體AB端點A、B關于平面鏡的對稱點A′、B′，用虛線連接A′、B′即為AB在平面鏡中的像．如圖：
（2）平行于主光軸的光線經凹透鏡折射后，其折射光線的反向延長線過焦點；延長線過另一側焦點的光線經凹透鏡折射后將平行于主光軸；
（3）電磁鐵的磁性強弱跟電流大小、匝數多少、是否有鐵芯插入有關；
圖中線圈匝數多少、是否有鐵芯插入已確定，所以只能改變電流的大小，我們可以利用滑動變阻器來達到這個目的，滑動變阻器與電源串聯，所以我們還要畫出電源、開關．
小磁針靜止時N極所指示的方向--向右，為該點磁場的方向；在磁體外部，磁感線從N極指向S極，所以螺線管的右端為S極，左端為N極．
根據右手螺旋定則，電流應該從電磁鐵的右端流入，左端流出，所以通電螺線管右端的導線連接電源的正極，左端的導線連接電源的負極．如圖所示：

點評 （1）在平面鏡成像作圖中，若作出物體在平面鏡中所成的像，要先根據像與物關于平面鏡對稱，先作出端點和關鍵點的像點，再用虛線連接各點即為物體的像．
（2）凹透鏡三條特殊光線的作圖：①延長線過另一側焦點的光線經凹透鏡折射后將平行于主光軸．②平行于主光軸的光線經凹透鏡折射后，其折射光線的反向延長線過焦點．③過光心的光線經凹透鏡折射后傳播方向不改變．
（3）本題考查了學生對于有關電磁鐵知識的掌握情況，要求學生能運用所學的物理知識來解決實際問題，真正做到學以致用．