Question

（1）一条光线照射到水面发生反射和折射，这条光线经水面折射后的光线如图1所示．请在图中画出它的入射光线和反射光线的大致方向．
（2）在图2中画出力F₁的力臂和力臂l₂对应的力F₂．
（3）用滑轮组拉出陷人泥中的汽车，在图3中画出最省力的绳子绕法．
（4）小雨的房间里，天花板吊灯由3个灯泡组成，学习桌上安装了一个学习台灯，床头安装了一个可调亮度的床头灯．现在，给你一个电源、3个开关、5个灯泡、一个滑动变阻器和若干导线，请设计一个可以实现小雨房间照明情况的电路，将电路图画在图4方框内．

Answer

（1）反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角；
折射定律：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角；当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折，折射角大于入射角．
（2）已知动力F1，根据力臂的画法，先确定支点，再过支点作动力作用线的垂线段，即可画出动力臂；
已知阻力臂l2，根据力臂的画法，画出阻力的作用线，根据F1的方向和支点位置，确定F2的方向；
（3）要解决此题，需要知道滑轮组的绕线方法．可以从定滑轮或动滑轮绕起．要知道从动滑轮绕起比从定滑轮绕起多中间一根绕线承担物重，更省力．
（4）5个灯泡中，都能独立地工作，互不影响，说明是并联的，天花板吊灯3个灯泡由一个开关控制即可；学习台灯、床头灯并各用一个开关控制，因床头安装可调亮度的床头灯，说明滑动变阻器应与床头灯串联；注意开关分别与所控制的灯泡串联．
【解析】
（1）光由空气斜射进入液体中时，折射光线向靠近法线方向偏折，根据折射角小于入射角画出入射光线．
由光的反射定律的内容，首先过入射点画出法线，法线与界面垂直（虚线），根据反射角等于入射角画出反射光线；
如图所示．

（2）过支点做力F1作用线的垂线段，再标出垂直符号和力臂符号l1；已知力臂l2，它与力F2的作用线垂直，方向斜向下，如图所示：

（3）只有一个动滑轮，要求最省力，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过左边的定滑轮，再绕过动滑轮，如图所示．

（4）根据题目要求5个灯泡并联，一个开关在3个天花板吊灯并联后的干路上，另两个灯泡分别由一个开关控制，在各自的支路上，滑动变阻器应与床头灯串联，
如图：