Question

試根據規定要求作圖．

（1）試畫如圖甲折射光線對應的入射光線．
（2）試按圖乙中小磁針的指向和電流的方向，標出螺線管的N極及其繞線．
（3）如圖丙所示，用螺絲刀撬圖釘，O為支點，試畫出動力F₁的力臂L₁（保留作圖痕跡）．
（4）小明同學實驗時遇到了一個難題：他想測量一個電壓約為15V的電源的電壓，可是手邊只有：量程為3V的電壓表一只，開關一個，阻值為R₁=1Ω、R₂=3Ω、R₃=6Ω的電阻各一個以及導線若干．思考了一會兒之后，他利用所學過的知識和手邊現有的器材，順利地完成了測量．試請在圖丁的虛線框內完成小雨測量時的電路圖．（在圖中電阻符號旁必須標明R₁或R₂或R₃）

Answer 1

分析：（1）對于凸透鏡，過焦點的光線經凸透鏡折射后，平行于主光軸；
（2）由磁極間的相互作用規律，根據小磁針的指向判斷出通電螺線管的N極，再利用右手螺旋定則得出線圈的繞向；
（3）畫力臂的方法：首先確定支點，然后找到動力和阻力，并用虛線延長動力和阻力的作用線，從支點向力的作用線作垂線就是力臂；
（4）可把R₁和R₃串聯，電路中電流約為2A，R₁兩端的電壓約為2V，在電壓表量程范圍內，可以測量．先測出R₁兩端的電壓，再利用歐姆定律求出電路電流，從而算出R₃兩端的電壓，二者電壓之和就是電源電壓．

解答：解：（1）對于凸透鏡，過焦點的光線經凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸，故作出折射光線對應的入射光線如圖所示：
（2）小磁針N極向右，則通電螺線管的右端應為N極，再由右手螺旋定則得出線圈的繞向如圖所示：
（3）支點如圖中O點所示，過支點O向力F₁的作用線作垂線，就是力F₁的力臂L₁，如圖所示：
（4）根據分析，二個電阻串聯，電壓表測R₁兩端電壓，電路圖如圖所示：

點評：本題考查面比較廣，有光學作圖，力臂的作法，線圈的繞向，電路圖的設計，在電路設計中，關鍵是了解串聯電路的分壓作用，這是重點也是難點．