Question

2．按题目要求作图：
（1）在图1中画出使杠杆在图示位置保持平衡时最小的力．
（2）在图2中标出小磁针的N极和通电螺线管下方那条磁感线的方向．
（3）请用笔画线代替导线，将图3中的元件正确的连入图中．

Answer 1

分析 （1）根据杠杆平衡的条件，F₁×L₁=F₂×L₂，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长．而在通常情况下，连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长，据此可解决此题．
（2）根据螺线管中电流的方向和线圈的绕向，确定螺线管的NS极；然后利用磁感线的特点可以得到磁感线的方向；利用磁极间的作用规律可以确定小磁针的N、S极．
（3）家庭电路中，开关控制灯泡时，火线首先进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接进入灯泡的螺旋套．
家庭电路中，三孔插座的上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线．

解答 解：
（1）在阻力与阻力臂一定时，由杠杆平衡条件可知，动力臂越大，动力越小．由图示可知，OB是最大动力臂，当力F与OB垂直向上时，力F最小，如图所示：
（2）由图可知，电流从螺线管的左端流入、右端流出，结合线圈绕向，利用安培定则可以确定螺线管的左端为S极，右端为N极；
在磁体的周围，磁感线从N极发出，回到S极．由于螺线管的右端为N极，由此可以确定磁感线的方向是向左的；
根据异名磁极相互吸引可以确定与螺线管左端S极靠近的是小磁针的N极，则小磁针的右端为S极．如图所示：
（3）火线首先进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接进入灯泡的螺旋套．这样开关既能控制灯泡，又能在灯泡损坏时，断开开关，切断火线，更换灯泡时更安全．
三孔插座的上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线．当金属外壳的用电器插入三孔插座时，能使金属外壳接地，防止漏电时发生触电事故．如图所示：
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点评 （1）本题考查杠杆中最小力的问题以及力的示意图画法的掌握情况，知道支点与力的作用点的连线为最长的力臂．
（2）本题考查了安培定则的使用、磁场的认识和理解．
（3）在家庭电路中，安装各个元件，不但考虑各元件能正常工作，更要考虑使用的安全性．