3.1 拓展-電與磁作圖（解析版）

常見(jiàn)題型一：磁體、磁場(chǎng)【方法歸納】磁體的磁極：①若一個(gè)條形磁體斷裂成兩段，后來(lái)的兩段都有兩個(gè)磁極。②若兩個(gè)條形磁體按圖乙方式合在一起，組合成一個(gè)新磁體，這時(shí)中間則不再是磁極。磁感線的特點(diǎn)：①磁感線并不真實(shí)存在，而是人們?yōu)榱吮硎究臻g磁場(chǎng)的分布而想象出來(lái)的。②在磁體周圍，磁感線從N極出發(fā)回到S極；在磁體內(nèi)部，磁感線從S極出發(fā)回到N極。③磁感線是封閉曲線，它不會(huì)相交。④磁感線有疏密，磁感線的疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。⑤磁感線上任何一點(diǎn)的切線方向都與置于該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)N極所指的方向一致。常見(jiàn)題型二：電流的磁場(chǎng)【方法歸納】通電螺線管的磁場(chǎng)的特點(diǎn)：①與條形磁體的磁場(chǎng)分布相類似；②有無(wú)可以控制：由電流的有無(wú)(或說(shuō)電路的通斷)來(lái)控制；③磁性強(qiáng)弱可以改變：由電流的大小和線圈的匝數(shù)來(lái)決定；④磁極可變：磁極與電流的方向和繞線的方向有關(guān)。常見(jiàn)題型三：電磁繼電器連線【方法歸納】（1）電磁繼電器的實(shí)質(zhì)是由電磁鐵控制的開(kāi)關(guān)。（2）電磁繼電器是利用低電壓，弱電流電路的通斷來(lái)間接控制高電壓，強(qiáng)電流電路的裝置。（3）分析電磁繼電器的工作原理可按如下步驟進(jìn)行：控制電路工作情況→電磁鐵磁性變化→銜鐵移動(dòng)方向→觸點(diǎn)接觸狀況→工作電路工作情況?！究偨Y(jié)】【考查知識(shí)】電磁作圖常考知識(shí)有：利用磁極間的相互作用規(guī)律判斷磁體的磁極，根據(jù)磁感線的分布規(guī)律判斷磁體的磁極或根據(jù)磁體的磁極標(biāo)磁感線方向，利用安培定則判斷通電螺線管的磁極或電流方向或電源正、負(fù)極，連接電磁繼電器電路。電磁作圖時(shí)的“四向同一”：磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向、磁感線方向、小磁針N極指向、小磁針N極受力方向是同一個(gè)方向。1、如圖所示為兩個(gè)磁極間的磁感線分布圖，小磁針靜止在A點(diǎn)。請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出磁極的名稱以及小磁針的N極?！敬鸢浮咳缦聢D?！窘馕觥啃〈裴橃o止時(shí)N極的指向?yàn)锳點(diǎn)磁場(chǎng)的方向，所以小磁針右端是小磁針的N極；根據(jù)磁極間的相互作用規(guī)律可知，同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，所以圖中左側(cè)為N極，右側(cè)為S極，如圖所示：2、如圖所示，在螺線管旁懸掛一條形磁體。閉合開(kāi)關(guān)后，條形磁體向左偏。請(qǐng)?jiān)诶ㄌ?hào)內(nèi)標(biāo)出：（1）通電螺線管的“N”或“S”極；（2）電源的“+”或“-”極?！敬鸢浮咳缦聢D?！窘馕觥坑蓤D可知，條形磁體被螺線管吸引，根據(jù)異名磁極相互吸引可知，螺線管的右端為S極，左端為N極。根據(jù)安培定則可知，電流從螺線管的右側(cè)流入，左側(cè)流出，所以電源的左端為負(fù)極，如圖所示：3、圖中小磁針靜止在地球赤道正上方，請(qǐng)標(biāo)出此時(shí)小磁針的N、S極。【答案】如下圖?！窘馕觥可隙藶榈乩淼谋睒O，因?yàn)榈卮诺哪蠘O在地理的北極附近，而地磁的北極在地理的南極附近，根據(jù)異名磁極相互吸引，所以小磁針指向北方（即地磁的南極）的為N極，指向南方（即地磁的北極）的是小磁針的S極，如圖所示。4、請(qǐng)根據(jù)圖中小磁針靜止時(shí)N極的指向，標(biāo)出兩個(gè)磁極的極性和磁感線方向。【答案】見(jiàn)下圖?！窘馕觥啃〈裴橃o止時(shí)N極朝右，所以磁感線方向朝右，在磁體外部，磁感線從磁體的N極出來(lái)，回到S極。所以左端應(yīng)為N極，右端為S極，如圖所示：5、通電螺線管左側(cè)放一條形磁體，閉合開(kāi)關(guān)后，小磁針靜止在如圖所示的位置。請(qǐng)標(biāo)出：（1）電源右側(cè)的極性（用“+”或“-”表示）；（2）a點(diǎn)磁感線方向；（3）小磁針靜止時(shí)右端的磁極（用“N”或“S”表示）?！敬鸢浮恳?jiàn)下圖。【解析】根據(jù)通電螺線管和條形磁體之間的磁感線可判斷，通電螺線管的左端與條形磁體的右端是同名磁極，都是S極，根據(jù)安培定則可判斷，電源的左側(cè)為正極、右側(cè)為負(fù)極；磁體周圍的磁感線是從磁體N極出來(lái)，回到磁體的S極，所以a點(diǎn)的磁感線方向指向條形磁體的S極；根據(jù)異名磁極相互吸引的規(guī)律可知，小磁針靜止時(shí)左端為S極，右端為N極。如圖所示6、在如圖所示的電路中，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將電路補(bǔ)全。要求：將滑動(dòng)變阻器和螺線管組成串聯(lián)電路，閉合開(kāi)關(guān)后，螺線管左端為N極，且滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，螺線管的磁性增強(qiáng)?！敬鸢浮恳?jiàn)下圖?！窘馕觥炕瑒?dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，螺線管的磁性增強(qiáng)，說(shuō)明此過(guò)程通過(guò)螺線管的電流增大，此過(guò)程變阻器接入電路的阻值變小，所以變阻器下邊的接線柱接在左邊。螺線管左端為N極，據(jù)安培定則知，螺線管中的電流是向上的，即電流是由螺線管右端流入左端流出的，那么螺線管的右端與變阻器的下接線柱相連，左端與電源的負(fù)極相連，作圖如下：7、小明自制了一個(gè)帶有電磁鐵的木船模型，將它放入水中漂浮，閉合開(kāi)關(guān)后，船頭最終指向北方，如圖所示。請(qǐng)?jiān)趫D上標(biāo)出電磁鐵的N、S極并畫出螺線管繞線方法?！敬鸢浮恳?jiàn)下圖。【解析】閉合開(kāi)關(guān)后，船頭最終指向北方，所以電磁鐵的右端為N極，根據(jù)右手螺旋定則可知，電流從電源正極出發(fā)，在電磁鐵右端，從電磁鐵的前方流入，在電磁鐵左端，從電磁鐵的后方流出，螺線管繞線方法如圖所示：8、車輛超載是造成高速公路路面損壞嚴(yán)重的一個(gè)重要因素。小明想用壓力傳感器(當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，它就接通電路)，為某大橋設(shè)計(jì)一個(gè)車輛超重的報(bào)警裝置。當(dāng)車輛超重時(shí)，信號(hào)燈就發(fā)光。請(qǐng)你在圖中為他連接好電路?！敬鸢浮恳?jiàn)下圖?！窘馕觥慨?dāng)車輛超重時(shí)，電磁鐵吸引銜鐵，接通右側(cè)的指示燈電路，如圖。9、請(qǐng)你按要求改進(jìn)如圖所示的“測(cè)定油箱內(nèi)油量的裝置”：(1)器材：電磁繼電器，若干導(dǎo)線，若干電源，若干觸點(diǎn)，紅、綠燈泡各1只。(2)要求：①通常情況下，綠燈亮、紅燈滅；②儲(chǔ)油過(guò)少時(shí)，綠燈滅、紅燈亮。(3)將電路設(shè)計(jì)畫在原圖上(電路元件用電路符號(hào)表示，其余元件用示意圖表示)?！敬鸢浮恳?jiàn)下圖?！窘馕觥坑蓤D可知左側(cè)圖中是一個(gè)設(shè)置于油箱內(nèi)的浮子，通過(guò)帶動(dòng)一個(gè)滑線可變電阻，當(dāng)水位下降時(shí)浮標(biāo)下降帶動(dòng)觸點(diǎn)上移，則接入電路的電阻發(fā)生變化，電流表發(fā)生變化能顯示油量的變化；要能保證在通常情況下，綠燈亮、紅燈滅，油量少時(shí)，綠燈滅，紅燈亮，則應(yīng)在右側(cè)重新引入一電路，當(dāng)油量正常時(shí)電源接通綠燈，油量過(guò)低時(shí)電鍵與紅燈相連與綠燈斷開(kāi)；此種功能可由電磁繼電器實(shí)現(xiàn)，故共使用三個(gè)電路：油量控制電路、電磁繼電器電路，及指示燈電路。設(shè)計(jì)電路如圖：當(dāng)油量正常時(shí)浮標(biāo)上移，右側(cè)觸點(diǎn)下移與上方觸點(diǎn)斷開(kāi)，此時(shí)右側(cè)電路中電磁繼電器不工作，其觸點(diǎn)與綠燈相連，綠燈亮；當(dāng)油量下降時(shí)，觸點(diǎn)上移，接通電路此時(shí)繼電器工作，將右側(cè)觸點(diǎn)向下吸引，則電路與紅燈相連，故紅燈亮，綠燈滅。10、如圖是直流電鈴的原理圖，銜鐵B與彈性片A相連，自然情況下彈性片是和螺釘接觸的接通電源后電磁鐵吸引銜鐵，敲擊鈴?fù)氚l(fā)聲，但同時(shí)彈性片與螺釘分離導(dǎo)致斷電，電磁鐵失去磁性后彈性片又和螺釘接觸而通電，如此往復(fù)，弄懂原理后，請(qǐng)你在右圖所示的繼電器上把電源連在電路里，使它成為一個(gè)電鈴。這樣的電鈴沒(méi)有鈴?fù)耄ǔ＝凶龇澍Q器。【答案】見(jiàn)下圖?！窘馕觥块]合開(kāi)關(guān)，電磁鐵中有電流，吸引銜鐵，彈簧向下振動(dòng)，螺釘與彈簧片斷開(kāi)，電磁鐵中沒(méi)有磁性，彈簧片恢復(fù)原狀，使電路再次接通，彈簧不斷的振動(dòng)，這便是蜂鳴器。11、在如圖所示的繼電器上把電源連在電路里，使它成為一個(gè)電鈴。這樣的電鈴沒(méi)有鈴?fù)耄ǔ＝蟹澍Q器?！敬鸢浮恳?jiàn)下圖?！窘馕觥块]合開(kāi)關(guān)，電磁鐵中有電流，吸引銜鐵，彈簧向下振動(dòng)，螺釘與彈簧片斷開(kāi)，電磁鐵中沒(méi)有電流，沒(méi)有磁性，彈簧恢復(fù)原狀，使電路再次接通，彈簧不斷的振動(dòng)，這便是蜂鳴器。12、如圖所示，根據(jù)小磁針的指向，在圖中標(biāo)出磁感線的方向、通電螺線管端和永磁體