Question

23、（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．

Answer 1

分析：（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．

解答：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：

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．