(1)请在图甲中标出螺线管的磁极并画出磁感线的方向.
(2)如图乙所示,方框内是由两个相同的电阻和一个开关组成的电路,当闭合开关时,电流表示数变为原来的两倍,画出方框内电路连接的情况.(电源电压保持不变)
(3)如图丙所示的曲棒ABC可绕A点的转动,请画出使曲棒ABC在图中位置保持平衡时所需最小力F和力F的力臂L.
试题答案
解:(1)右手握住螺线管,四指沿电流方向,大拇指指向N极的方向,则右则为N极,磁体外部磁感线由N极指向S极.
故答案为:
(2)有两种方法:
①两电阻串联,开关与其中一个电阻并联.
开关断开时,两电阻串连接入电路;开关闭合时,与开关并联的电阻被短路,此时只有一个电阻连入电路,总电阻变为原来的二分之一,电流变为原来的2倍,符合设计要求;
②两电阻并联,开关控制其中一个电阻.
开关断开时,只有一个电阻连入电阻;开关闭合时,两个等值电阻并连接入电阻,则总电阻为每个电阻阻值的二分之一,由欧姆定律可知,此时的电流为开关断开时的2倍,符合设计要求.
故答案为:
(3)力臂越长越省力,最长的力臂即支点与作用点的连线,然后根据力臂的画法作出垂直于力臂的作用力即可.
故答案为:
试题解析
(1)由安培定则可判出磁极的方向,由磁极可画出磁感线的方向.
(2)开关闭合后,电流表的示数为原来的2倍,说明开关闭合后,电路中的电阻变小,且为原来的二分之一.
给出了两个阻值相同的电阻,使两个电阻连接时产生倍数关系的方法有两种:
①两电阻串联时,等效阻值是一个电阻连入电路时的二倍,那么可用开关与其中一个电阻并联来达到设计要求;
②两电阻并联时,等效阻值是一个电阻连入电路时的二分之一,因此用开关控制其中一个电阻,即可达到设计要求.
(3)由杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,知阻力×阻力臂是定值时,当力臂最大时,即AC是力臂时,力是最小的.
点评:求最小的力是常见的题型,不管杠杆是直的还是弯的,关键是要找到离支点最远的点从而做出最长的力臂.
