Question

10．按照題目要求作圖．

（1）如圖甲所示，請在圖上畫出使杠桿平衡的最小的動力及其力臂．
（2）如圖乙所示，在虛線框內(nèi)填上電池符號，在磁感線上標(biāo)出磁場方向．
（3）如圖丙所示，請你用筆畫線代替導(dǎo)線將插座和電燈（帶開關(guān)）分別接入家庭電路中．其中S₁為旋鈕開關(guān)，單獨控制臺燈的通斷與亮度；S₂為單獨控制電視插座的開關(guān)，請在圖中將電路圖連接完整，要求符合安全用電的原則．

Answer 1

分析 （1）使用杠桿時，若阻力和阻力臂一定時，動力臂越長，越省力；因此解答此題，只需找出使動力臂最大的動力作用點，然后作動力臂的垂線即可．
（2）螺線管的N、S極已知，利用右手安培定則可以確定螺線管中的電流方向；電源外部，電流方向從電源正極流向負極，然后利用磁感線的特點可以得到磁感線的方向；
在磁體外部，磁感線的方向是從N極流向S極．
（3）燈泡的接法：火線首先過開關(guān)，再接入燈泡，零線直接接入燈泡；
S₂為單獨控制電視插座的開關(guān)，則S₂應(yīng)與電視插座串聯(lián)．

解答 解：（1）在阻力與阻力臂的乘積一定的情況下，要最省力，根據(jù)杠桿平衡條件可知，動力臂應(yīng)最長；由圖知OB比OA長，所以O(shè)B作為動力臂時，動力臂最長；過B點垂直于OB向上作垂線，就得到動力F的方向，如下圖所示：
（2）根據(jù)螺線管的N、S極，結(jié)合線圈的繞向，可以確定電流從螺線管的右端流入、左端流出，即電源的右端為正極、左端為負極，
磁感線的方向是：在磁體的周圍由N極發(fā)出，回到S極．由于螺線管的左端為N極，由此可以確定磁感線的方向是向右的．如圖所示：
（3）火線先進開關(guān)S₁，S₁與燈泡串聯(lián)，單獨控制臺燈的通斷與亮度，而零線直接接入燈泡；
開關(guān)S₂應(yīng)與插座串聯(lián)，開關(guān)接在火線上，電視插座的另一孔直接接零線．電路圖如下圖所示．

點評 （1）根據(jù)杠桿的平衡條件，要使杠桿上的力最小，必須使該力的力臂最大，而力臂最大時力的作用點一般離杠桿的支點最遠，所以在杠桿上找到離杠桿支點最遠的點即力的作用點，這兩點的連線就是最長的力臂，過力的作用點作垂線就是最小的力．
（2）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NS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．
（3）掌握燈泡、開關(guān)、插座的接法，掌握安全用電的原則．