Question

20．（1）如图甲所示，一束光从水中斜射入空气中，请画出反射光线和折射光线；

（2）如图乙所示，用轻质杆将电灯吊起，请画出动力F₁的力臂和阻力F₂的示意图．
（3）请在图丙中标出通电螺线管的磁感线方向．在括号中标出电源的正极．

Answer 1

分析 （1）过入射点做出法线，然后利用光的反射规律和光的折射规律做出对应的反射光线和折射光线．
（2）力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，从支点向动力作用线和阻力作用线引垂线段，线段的长度即为动力臂和阻力臂．
（3）知道小磁针的磁极，根据磁极间的相互作用，可判断出通电螺线管的磁极，再根据安培定则判断出电流的方向从而找到电源的正负极．
磁感线的方向，知道在磁体的外部，磁感线从磁体的北极出来，回到南极．

解答 解：（1）过入射点做法线，从而确定了入射光线位于法线的左侧，并确定了入射角的大小．然后反射角等于入射角做出对应的反射光线．
光从水中斜射入空气，所以折射角大于入射角，由此可以做出对应的折射光线．如下图所示：
（2）从支点作动力F₁作用线的垂线段，线段的长度即为动力臂；电灯对杠杆的拉力是阻力，方向竖直向下，由此画出阻力的示意图．如图所示：
（3）从图可知，小磁针的右端是S极，左端为N极；由于同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知通电螺线管的右端是N极，左端是S极．
根据安培定则，伸出右手握住螺线管使大拇指指示通电螺线管的N极，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，所以电源的右端为正极，左端是负极．如图所示：
在磁体的外部，磁感线都是从磁体的N极出来回到S极，所以磁感线方向都向左．

点评 （1）做光路图时，要注意实线和虚线，光线要画箭头等细节，若告诉了入射角的大小，一定要标出反射角的大小．
（2）明确力臂的概念，从支点向力的作用线画垂线，即可找出力臂的位置，阻力是阻碍杠杆转动的力，明确了这些基本概念便不难解决．
（3）安培定则涉及三个方向：电流方向；磁场方向；线圈绕向，告诉其中的两个可以确定第三个．其中的电流方向经常与电源的正负极联系在一起，磁场方向经常与磁感线方向、周围小磁针的NS极联系在一起．