Question

15．（1）在图1中，完成光线从左边射向凸透镜折射后，在射向凹透镜折射后的光路．
（2）一块静止在斜面上，在图2中画出这个木块所受重力和摩擦力的示意图．
（3）图3中杠杆上B点挂着重物G，若在A点施加一个最小的力F使杠杆在图中的位置平衡，请画出此力的示意图和力臂．
（4）螺线管通电后，小磁针静止时指向如图4所示，请在图中标出电源的正极和该螺线管外部磁感线的方向．

Answer 1

分析 （1）首先要知道：凸透镜过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点．再根据图示补出折射光线．注意经凸透镜折射后的光线是凹透镜的入射光线．
（2）静止在斜面上的物体受到重力、摩擦力和支持力作用，根据题目要求过重心分别画出重力、摩擦力两个力的示意图．
（3）根据杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，若阻力阻力臂乘积一定，则动力臂最大时动力会最小，而且动力使杠杆转动的效果与阻力（物体重力的拉力）使杠杆转动的效果相反．
（4）先由小磁针的指向判断出螺线管两端的极性，再根据右手螺旋定则：右手弯曲的四指与大拇指垂直，四指指向与螺线管电流方向一致，大拇指所指的方向为螺线管的N极，找出电流的方向，再标出电源的正负极，并根据螺线管外部磁感线方向由N极指向S极，画出磁感线方向．

解答 解：（1）对于凸透镜，入射光线过焦点则折射光线与主光轴平行．该折射光线又平行于主光轴射入凹透镜中，则折射光线的反向延长线过凹透镜左边的焦点．如图所示：

（2）过重心作竖直向下的重力，重力的方向竖直向下，摩擦力沿斜面向上，如图所示：

（3）根据题意，动力F的最大力臂为OA，连接OA，动力F应与OA垂直斜向下，L为此力的力臂，如图：

（4）由小磁针S极靠近螺线管的右端，所以螺线管的右端为N极，左端为S极，根据右手螺旋定则，螺线管中的电流应由左向右，所以电源左端为正极，右端为负极；螺线管外部磁感线由N极到S极，如图所示：

点评 （1）此题考查凸透镜、凹透镜的三条特殊光线，难度不大，是一道光学综合作图题．
（2）本题考查学生对物体受力分析的能力，并会用力的示意图表示力的作用点和方向．
（3）力臂是支点到力的作用线的距离，若支点与力的作用点的连线成为力臂，此时的力臂最大．
（4）右手螺旋定则建立了螺线管中电流与两端磁极极性的关系，要做到能根据电流判断出磁极极性，也要根据磁极极性判断出电流方向或电源正负极．