Question

14．完成下列作圖：
（1）如圖1所示的是一條經(jīng)水面反射后的光線，在圖中畫出其入射光線的準(zhǔn)確方向及對(duì)應(yīng)的折射光線的大致方向．
（2）畫出圖2中F₁的力臂l₁，并在A點(diǎn)畫出阻力F₂的示意圖．
（3）請(qǐng)?jiān)谌鐖D3所示的虛線方框內(nèi)，畫上適當(dāng)?shù)碾娖髟�件，使之與框外的通電螺線管和開關(guān)組成一個(gè)閉合電路．此電路在開關(guān)S閉合后能夠滿足：①改變電流的強(qiáng)弱；②使小磁針靜止時(shí)的方向如圖中所示．

Answer 1

分析 （1）反射和折射是在兩種介質(zhì)的界面上同時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象，反射遵從反射定律：反射光線、入射光線、法線在同一個(gè)平面內(nèi)，反射光線與入射光線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角；折射遵從折射定律：折射光線、入射光線、法線在同一個(gè)平面內(nèi)，折射光線與入射光線分居法線兩側(cè)，光由空氣斜射入其它透明介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角；能根據(jù)圖解識(shí)別三條光線．
（2）阻力時(shí)阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力；根據(jù)力臂的概念畫出F₁的力臂L₁．
（3）由圖可知，該裝置還必須要有電源才能工作，再根據(jù)改變磁性強(qiáng)弱的要求，可增加滑動(dòng)變阻器，電源的正負(fù)極要根據(jù)安培定則和磁極間的相互作用來確定．

解答 解：（1）因?yàn)榉瓷涔饩�在水中，所以入射光線也在水中，并且反射角跟入射角相等．因?yàn)槿肷涔饩�在水中，所以折射光線在空氣中，并且折射角大于入射角．如圖所示：

（2）解：做出F₁的作用線，標(biāo)出從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離，即為動(dòng)力臂L₁；
動(dòng)力F₁的作用是使杠桿沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，而阻力F₂的作用是阻礙其轉(zhuǎn)動(dòng)，所以F₂的方向垂直于桿向下；

（3）分析題意可知，必須連入電源和滑動(dòng)變阻器，根據(jù)磁極間的相互作用可知，電磁鐵的左端為N極，右端為S極，再根據(jù)安培定則可知，電流在如圖的電路中按順時(shí)針方向流動(dòng)，據(jù)此可確定電源的正負(fù)極，如圖所示．

點(diǎn)評(píng) （1）在作光的折射光路圖時(shí)要注意：不管光從哪種介質(zhì)斜射向哪種介質(zhì)，在光疏質(zhì)（密度比較小的物質(zhì)）里面的角（入射角或折射角）較大；在光密質(zhì)（密度比較大的物質(zhì)）里面的角（入射角或折射角）較小，即“疏大密小”．角度越小，光線越靠近法線．
（2）畫力臂，關(guān)鍵是確定支點(diǎn)和力的作用線，從支點(diǎn)向力的作用線引垂線，垂線段的長(zhǎng)度即為力臂，只要細(xì)心，不會(huì)出錯(cuò)；
此題中，阻力的方向的判定是關(guān)鍵，由于動(dòng)力使杠桿向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，所以阻力應(yīng)使杠桿沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)．
（3）此題的判斷用到了磁極間的相互作用、安培定則、影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素等知識(shí)，只有正確判斷才能完成作圖．