Question

试根据规定要求作图．

（1）试画如图甲折射光线对应的入射光线．
（2）试按图乙中小磁针的指向和电流的方向，标出螺线管的N极及其绕线．
（3）如图丙所示，用螺丝刀撬图钉，O为支点，试画出动力F₁的力臂L₁（保留作图痕迹）．
（4）小明同学实验时遇到了一个难题：他想测量一个电压约为15V的电源的电压，可是手边只有：量程为3V的电压表一只，开关一个，阻值为R₁=1Ω、R₂=3Ω、R₃=6Ω的电阻各一个以及导线若干．思考了一会儿之后，他利用所学过的知识和手边现有的器材，顺利地完成了测量．试请在图丁的虚线框内完成小雨测量时的电路图．（在图中电阻符号旁必须标明R₁或R₂或R₃）

Answer 1

解：（1）对于凸透镜，过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴，故作出折射光线对应的入射光线如图所示：
（2）小磁针N极向右，则通电螺线管的右端应为N极，再由右手螺旋定则得出线圈的绕向如图所示：
（3）支点如图中O点所示，过支点O向力F₁的作用线作垂线，就是力F₁的力臂L₁，如图所示：
（4）根据分析，二个电阻串联，电压表测R₁两端电压，电路图如图所示：

分析：（1）对于凸透镜，过焦点的光线经凸透镜折射后，平行于主光轴；
（2）由磁极间的相互作用规律，根据小磁针的指向判断出通电螺线管的N极，再利用右手螺旋定则得出线圈的绕向；
（3）画力臂的方法：首先确定支点，然后找到动力和阻力，并用虚线延长动力和阻力的作用线，从支点向力的作用线作垂线就是力臂；
（4）可把R₁和R₃串联，电路中电流约为2A，R₁两端的电压约为2V，在电压表量程范围内，可以测量．先测出R₁两端的电压，再利用欧姆定律求出电路电流，从而算出R₃两端的电压，二者电压之和就是电源电压．
点评：本题考查面比较广，有光学作图，力臂的作法，线圈的绕向，电路图的设计，在电路设计中，关键是了解串联电路的分压作用，这是重点也是难点．