Question

（2012?京口區模擬）按照題目要求作圖：
（1）用如圖a所示的滑輪組提升重物，請用筆畫線組裝成最省力的滑輪組．
（2）如圖b所示是一個已知N、S極的通電螺線管，在圖中標出通電螺線管外部磁感線（虛線）的方向和電源的正、負極．
（3）根據安全用電原則，將圖c中開關、兩只“220V  40W”電燈連在家庭電路中，要求開關同時控制兩燈，且能正常發光．

Answer 1

分析：（1）滑輪組繩子的繞法，有兩種：一是繩子先系在定滑輪的固定掛鉤上，繞過下面的動滑輪，再繞過上面的定滑輪；二是繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上，繞過定滑輪，然后再繞過動滑輪．提升物體的繩子條數越多越省力，因此選擇第二種繞法；
（2）要解決此題，需要掌握磁感線的方向，知道在磁體的外部，磁感線從磁體的北極出來，回到南極．同時要掌握安培定則的內容，根據安培定則確定電流的方向，從而確定電源的正負極．
（3）家庭電路中的電燈是并聯，一個開關控制兩個電燈，則開關在干路上，且開關連在火線與電燈之間．

解答：解：（1）只有一個動滑輪，要求最省力，繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上，過上面的定滑輪，再繞過動滑輪，如下圖所示；
 （2）在磁體的外部，磁感線都是從磁體的北極出來回到南極，所以磁感線方向都向右．
根據安培定則，大拇指指向N極，四指的指向即為電流方向，所以在外部電流方向向上．所以電源右端為正極，左端為負極．如下圖所示：
（3）開關接火線，燈泡接零線．兩只“220V 40W”電燈在家庭電路中并聯才能正常工作，又因為開關同時控制兩燈，所以開關在干路上，即燈泡并聯后再與開關串聯．如下圖所示：

點評：（1）滑輪組的繞法只有兩種，重點是根據題意選擇合適的繞法．
（2）考查了通電螺線管周圍的磁場和電源正負極的判定，一定要掌握右手螺旋定則，并知道在電源外部電流從正極流回負極．
（3）本題考查了電燈與開關的連接．注意電燈應接在開關與零線之間．