Question

（1）如圖1所示，ABCD是一間不透光的房間，墻AB是平面鏡，房中S處有一個正在發(fā)光的電燈，CD墻上有一個小孔P，在墻外不遠處的另一白墻EF上得到兩個亮點．圖中已經(jīng)畫出了一個亮點M及其光路，請把另一個亮點N及其光路圖畫出來．
（2）如圖2，力氣大的人，用一只手就可以把一盆水端起，此時臉盆相當(dāng)于一個杠桿．右邊是它的示意圖，圖中O為支點，A為動力作用點．請你在示意圖中畫出最小動力F₁、阻力臂L₂．
（3）根據(jù)圖3中通電螺線管的電流方向，標(biāo)出通電螺線管的磁感線方向和小磁針的N、S極．

Answer 1

【答案】分析：（1）首先要明確第二個亮點是由電燈發(fā)出的光線經(jīng)過平面鏡反射后過P點形成的．因此確定這條光線的入射點是解決此題的關(guān)鍵．
光線是由電燈發(fā)出，經(jīng)過平面鏡反射后，反射光線的反向延長線都要過燈泡在平面鏡中的像，因此可知，點P與平面鏡中燈泡的像以及入射點都在一條直線上，由此可以確定入射點．
（2）根據(jù)杠桿平衡的條件F₁L₁=F₂L₂可知，在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下，要使所用的動力最小，必須使動力臂最長，而在通常情況下，連接杠桿中支點和動力作用點這兩點所得到的線段最長；
（3）由右手螺旋定則可得出螺線管的磁極，則由磁極間的相互關(guān)系可得出小磁針N、S極；在磁體的周圍，磁感線從N極流出回到S極．
解答：解：
（1）以平面鏡為對稱軸，做點S的對稱點S′，即燈泡在平面鏡中的像；連接PS′，其與平面鏡的交點即為入射點0，連接SO，得到入射光線；連接OP，得到反射光線；OP交EF與點N，即為第二個亮點．如下圖所示：

（2）由圖可知，重力為阻力，當(dāng)O點支點時，阻力和阻力臂的乘積一定，則O到重力作用點的垂線段就是阻力臂L₂；
A為動力作用點，則OA為最長的動力臂，根據(jù)杠桿平衡的條件，要使杠桿平衡動力方向向右上方，據(jù)此可畫出最小的動力如圖：

（3）由圖可知，電流由左側(cè)流入，則用右手握住螺線管，四指沿電流方向，則大拇指向左，即螺線管左側(cè)為N極；
因同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，故小磁針右側(cè)應(yīng)為S極，左側(cè)為N極；
在磁體的周圍磁感線從磁體的N極出發(fā)回到S極，如圖所示：

點評：（1）平面鏡成像作圖方法有兩種：一是根據(jù)光的反射定律來作圖，一是利用平面鏡成像的特點來作圖，第二種方法較為簡便，在光路作圖中，一定要注意虛線與實線．
（2）畫出杠桿中最小作用力的關(guān)鍵是找出最長的力臂，一般情況下支點到動力作用點的距離作為動力臂最長．
（3）安培定則共涉及三個方向：電流方向、線圈繞向、磁場方向，告訴其中的兩個可以確定第三個，其中磁場的方向往往與小磁針的N、S極或磁感線的方向聯(lián)系在一起，而電流方向經(jīng)常與電源的正負極聯(lián)系起來．