Question

11．按照要求作图：

（1）如图甲，一凸透镜放置于水中其主光轴与水面重合，现有一束平行于水面的入射光线通过凸透镜后折射入水中，请画出完整的光路．
（2）如图乙，小华用笤帚在扫地，O为支点，作用在A点的动力为F₁．在图（b）中画出作用在B点的阻力F₂的示意图及其力臂L₂．
（3）如图丙，一小磁针放在通电螺线管周围，静止时N极指向如图，请用箭头标出磁感线的方向，并用“+”、“-”符号在括号内标出电源正、负极．

Answer 1

分析 （1）根据入射光线的特点，根据凸透镜的三条特殊关系画出对应的折射光线；折射与入射的关系：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线与入射光线分居法线两侧，光由空气斜射入水中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角．
（2）阻力是阻碍杠杆转动的力；根据力臂的概念画出F₂的力臂L₂．
（3）根据图丙中通电螺线管周围静止小磁针N极的指向标出磁感线方向，再根据安培定则在括号内标出电源的正、负极．

解答 解：（1）平行于主光轴的入射光线经过凸透镜折射后，折射光线过焦点，由此可以确定对应的入射光线；过入射点（焦点）垂直于界面作出法线，根据折射角小于入射角，在法线的另一侧作出折射光线，如图所示：

（2）动力F₁的作用是使杠杆沿顺时针方向转动，而阻力F₂的作用是阻碍其转动，所以F₂的方向与F₁相反，作出从支点O到阻力作用线的距离，即为阻力臂L₂；如图所示：

（3）小磁针的左端为N极，自由静止时靠近螺线管的右端，根据异名磁极相互吸引可知，螺线管的右端为S极，则螺线管的左端为N极；在磁体的周围，磁感线从磁体的N极发出回到S极，所以图中磁感线的方向是向右的．
利用螺线管的左端为N极和线圈的绕向，根据安培定则可知，电流从螺线管的右端流入、左端流出，从而可以确定电源的左边为负极、右边为正极．如图所示：

点评 （1）关于凸透镜，有三条特殊的入射光线：①平行于主光轴；②过焦点；③过光心的．每条特殊的入射光线对应的折射光线都有自己的特点，注意区分．
（2）力臂的画法：①首先根据杠杆的示意图，确定杠杆的支点．②确定力的作用点和力的方向，画出力的作用线．③从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂．
（3）安培定则涉及三个方向：磁场方向；电流方向；线圈绕向．告诉其中的两个方向可以确定第三个方向．