题文

（1）如图所示，请你画出反射光线和折射光线．  （2）在如图中，画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图，并画出力F的力臂． （3）用笔画线代替导线，把图中的元件连接起来（导线不准交叉），并符合以下要求： ①开关S闭合后，通电螺线管的a端为N极，b端为S极． ②滑动变阻器的滑片P向左移动时，电流表示数变大，通电螺线管的磁性增强．

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）过入射点做法线，根据入射光线与水面的夹角为50°，可以确定入射角为40°，所以反射角也等于40°，并且反射光线位于法线的右侧．由此可以做出对应的反射光线． 光从空气斜射入水中，折射角 小于入射角．且折射光线位于法线的右侧，由此可以做出对应的折射光线． 答案如下图所示： （2）要使动力最小，在阻力和阻力臂不变的情况下，利用杠杆的平衡条件可知，就要使动力臂最大． 杠杆最右端的端点到支点的距离最大，所以讲该点与支点连接起来，作为动力臂L1．过该点做动力臂的垂线，就是最小的动力的作用线． 注意其方向要斜向上．因为动力和阻力使杠杆转动的方向相反．根据以上方法可以做出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F小及其力臂L1． 答案如下图所示： （3）根据要求使螺线管的a端为N极，以及螺线管线圈的绕向，利用安培定则可以确定电流从螺线管的右端流入左端流出． 要使滑片P向左移动时，电路中的电流增大，就要使滑动变阻器接入电路的电阻减小，因此确定了滑动变阻器的左下角的接线柱要接入电路． 由此可以将电路连接如下图所示．

据专家权威分析，试题“（1）如图所示，请你画出反射光线和折射光线．（2）在如图中，画出使轻..”主要考查你对  光的折射现象，安培定则（右手螺旋定则），创新电路的设计，力臂的画法  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

光的折射现象安培定则（右手螺旋定则）创新电路的设计力臂的画法

考点名称：光的折射现象

• 概念：
  

  	概念	说明
  光的折射现象	光从一种介质斜射入另一种介质时，传播的方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。光从空气斜射入水或其他介质时，折射光线向法线方向偏折，如图所示	(1)对光发生折射现象的理解：入射光和折射光分别在两种不同的介质中，因此它们的传播速度不同，传播方向也往往发生改变 (2)通常在发生光的折射现象时，在界面上也同时会发生光的反射现象 (3)光线垂直射人界面时，将不会看到折射现象，即光的传播方向不发生变化

  
  生活中的折射现象：
  斜插入水中的筷子在水下的部分看起来向上弯折；往脸盆中倒水，看到盆底深度变浅；潜水中的人看岸边的人变高；从厚玻璃砖后看到钢笔“错位”等。

• 常见折射现象及解释：
  1．光的折射现象光的折射会造成许多光学现象，如水底看起来比实际的浅，一半斜捅入水中的筷子变弯曲，鱼缸中的鱼看起来变大，海市蜃楼等。要解释这些现象，首先要知道看见的并非实际物体，而是物体经折射后成的虚像。
  
  2．举例分析光的折射现象以池水看起来“变浅”为例，其原因我们可以作如下分析：
        我们能够看见物体是由于有光射入我们的眼睛里，假设从水池底的一点A射出的两条光线经折射后射入人眼(如图甲所示)，眼睛根据光沿直线传播的经验(人的感觉总认为光沿直线传播)，逆着折射光线看过去，就会觉得光好像是从水中的A’射入我们眼睛里的，因此我们会觉得A’比A高了，即看起来池底升高，池水“变浅”了。有经验的渔民都知道，在叉鱼时，只有瞄准鱼的下方，才能把鱼叉到。
  
      若从水中去观察岸上的物体，P点的位置将会升高，如图乙所示。例如跳水运动员在水下观察10m跳台，就会感到其高度超过10m。
      因此可以得出结论：从岸上看水里和从水里看岸上相同，都是看到升高了的虚像。
      补充：人眼之所以看到物体的虚像，都是因为折射光线(或反射光线)进入人的眼睛，而人眼总认为光沿直线传播，这就使人在折射光线(或反射光线)的反向延长线上看到一个虚像。

• 光的折射的特殊情况：
  全反射
  1. 定义：光由光密（即光在此介质中的折射率大的）媒质射到光疏（即光在此介质中折射率小的）媒质的界面时，全部被反射回原媒质内的现象。
  
  2. 原理：
  公式为n=sin90°/sinc=1/sinc
  sinc=1/n
  (c为临界角）
       当光射到两种介质界面，只产生反射而不产生折射的现象．当光由光密介质射向光疏介质时，折射角将大于入射角．当入射角增大到某一数值时，折射角将达到90°，这时在光疏介质中将不出现折射光线，只要入射角大于或等于上述数值时，均不再存在折射现象，这就是全反射．所以产生全反全反射全反射射的条件是：①光必须由光密介质射向光疏介质．②入射角必须大于或等于临界角(C)．
      所谓光密介质和光疏介质是相对的。两物质相比，折射率较小的，光速在其中较快的，就为光疏介质；折射率较大的，光速在其中较慢的，就为光密介质。例如，水折射率大于空气，所以相对于空气而言，水就是光密介质，而玻璃的折射率比水大，所以相对于玻璃而言，水就是光疏介质。
      临界角是折射角为90度时对应的入射角（只有光线从光密介质进入光疏介质且入射角大于临界角时，才会发生全反射）
  
  3. 全反射的应用：光导纤维是全反射现象的重要应用。蜃景的出现，是光在空气中全反射形成的。

考点名称：安培定则（右手螺旋定则）

• 安培定则内容：
  通电直导线中的安培定则（安培定则一）：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向；
  通电螺线管中的安培定则（安培定则二）：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。

• 性质：　
       直线电流的安培定则对一小段直线电流也适用。环形电流可看成多段小直线电流组成，对每一小段直线电流用直线电流的安培定则判定出环形电流中心轴线上磁感强度的方向。叠加起来就得到环形电流中心轴线上磁感线的方向。直线电流的安培定则是基本的，环形电流的安培定则可由直线电流的安培定则导出，直线电流的安培定则对电荷作直线运动产生的磁场也适用，这时电流方向与正电荷运动方向相同，与负电荷运动方向相反。