Question

（1）如圖1所示，杠桿在力F₁、F₂作用下處于平衡狀態，L₁為F₁的力臂．請在圖中作出F₂的力臂L₂及力F₁．
（2）用如圖2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
（3）請在圖3的圓圈中填上合適的電表，使之成為正確的電路圖．
（4）火車在車廂后面有兩間廁所，只有當兩間廁所的門都關上時（每扇門的插銷相當于一個開關），車廂中的指示牌內的指示燈才會發光，指示牌就會顯示“廁所有人”字樣，提醒旅客兩間廁所內部都有人，請你把圖4中的各元件符號連接成符合上述設計要求的電路圖．

Answer 1

解：（1）F₂與杠桿垂直，故連接支點O與F₂的作用點即為力臂L₂，過L₁的上端作L₁的垂線，交杠桿于一點，即為F₁的作用點，F₁的方向向上．

（2）由3段繩子承擔物重，是最省力的繞繩方法，如右圖所示；

（3）圖中的兩燈泡并聯，左側電表與L1串聯，故應是電流表；右側電表串聯在干路中，故應是電流表；如圖所示

（4）兩開關和指示燈串聯，電路圖如圖：

分析：（1）力臂是從支點到力的作用線的垂直距離，據此畫出力臂的垂線，與杠桿的交點為F₁的作用點，為使杠桿平衡F₁的方向應該向上，據此畫出動力示意圖．
（2）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．通過比較提升物體繩子條數的多少確定最省力的繞法．
（3）電流表要串聯在電路中，電壓表要并聯在電路中，根據圖中圓圈的位置判斷是哪種電表．
（4）由題意可知，兩把插銷也就是兩只開關同時控制一個電路，要具備的條件，顯然只有采用兩開關和指示燈串聯．
點評：第一問考查了力的示意圖和力臂的畫法．由力臂的概念即可畫力臂，也可確定力的方向和作用點．
第二問主要考查滑輪組承擔物重繩子股數，滑輪組的繞線方法不同，拉力的方向不同，達到省力程度也不同，繩子股數越多越省力．
第三問對于電流表和電壓表的使用方法要區分好，特別是在連接方式上：電流表與電路串聯，電壓表與電路并聯．
第四問考查串、并聯電路的設計，關鍵是知道兩開關同時控制電路，難點是根據題意設計出電路圖．