Question

20．（1）如圖1所示，是學(xué)校新裝的空調(diào)支架，支架可以看做杠桿，以O(shè)為支點(diǎn)，在支架P孔處拉一根鐵線到墻上固定，要使鐵線受到的拉力最小，請?jiān)赑孔處畫出鐵線到墻的連線方向，并畫出鐵線拉力F的力臂L．
（2）如圖2所示，S為蠟燭，S′為蠟燭通過凸透鏡所成的像，請根據(jù)凸透鏡成像特點(diǎn)，畫圖確定并標(biāo)出凸透鏡光心O點(diǎn)的位置及兩側(cè)焦點(diǎn)F的位置．
（3）請把如圖3電路元件接入照明電路中，且符合安全用電原則．（要求保險(xiǎn)盒與三孔插座相連）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)杠桿平衡的條件，F(xiàn)₁×L₁=F₂×L₂，在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下，要使所用的動(dòng)力最小，必須使動(dòng)力臂最長．而在通常情況下，連接杠桿中支點(diǎn)和動(dòng)力作用點(diǎn)這兩點(diǎn)所得到的線段最長，由此分析解答；
（2）平行于主光軸的光線通過凸透鏡后會聚于焦點(diǎn)；過光心的方向不變；從焦點(diǎn)發(fā)出的光線，過凸透鏡后平行于主光軸．還要知道由物體經(jīng)過凸透鏡的光線會聚到像點(diǎn)；
（3）開關(guān)控制燈泡時(shí)，首先進(jìn)入開關(guān)，然后進(jìn)入燈泡頂端的金屬點(diǎn)，零線直接進(jìn)入燈泡的螺旋套，這樣燈泡既能工作，在燈泡損壞時(shí)，斷開開關(guān)，切斷火線，更換燈泡更安全；帶保險(xiǎn)絲的三孔插座，按地線接上孔，左零右火接線連接．

解答 解：
（1）在阻力與阻力臂一定時(shí)，由杠桿平衡條件可知，動(dòng)力臂越大，動(dòng)力越小，由圖示可知，連接OP，即為力臂l，過P點(diǎn)做垂直于OP的作用力F，如圖所示：
；
（2）連接SS′，SS′連線與主光軸的交叉點(diǎn)是光心，也就確定出凸透鏡的位置；過S點(diǎn)作平行于主光軸的入射光線，然后根據(jù)折射點(diǎn)和S′即可確定折射光線，折射光線與主光軸的交點(diǎn)即為焦點(diǎn)F；過S′作平行于主光軸的折射光線，然后根據(jù)S和折射點(diǎn)確定入射光線，入射光線與主光軸的交點(diǎn)即為焦點(diǎn)F；
如圖所示：
；
（3）家庭電路連接，零線直接連接燈泡的螺旋套，火線先進(jìn)入開關(guān)，再進(jìn)入燈泡頂部的錫塊；三孔插座地線直接接三孔插座的上孔，零線直接接三孔插座的左孔，火線首先接保險(xiǎn)絲，然后再進(jìn)入右孔．如圖所示．
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點(diǎn)評 （1）熟練應(yīng)用杠桿平衡條件、掌握力臂的作法即可正確解題．知道支點(diǎn)與力的作用點(diǎn)的連線為最長的力臂．
（2）此題考查了凸透鏡對光線的會聚作用，考查了對三條特殊光線的應(yīng)用，要理解成像的原理，根據(jù)過光心的光線傳播方向不變確定凸透鏡的位置是解決此題的關(guān)鍵．
（3）掌握家庭電路燈泡、開關(guān)、兩孔插座、三孔插座、保險(xiǎn)絲的接法，注重將物理知識聯(lián)系生活實(shí)際．