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专题7 电磁作图
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通电螺线管相关作图一般作图步骤
类型一(如图所示,请标出小磁针静止时通电螺线管和小磁针的N、S极)
类型二(示例:图中小磁针静止状态如图所示,试画出通电螺线管中的电流方向并标出电源的正负极)
类型三(根据已知条件,画出线圈的绕法)
考点一 磁现象作图
1.根据图中两个磁极间的磁感线的方向,标出两个磁极的极性。
【解析】由于在磁体外部的磁感线是从N极出发回到S极,图中的磁感线都是磁极出发,则左边磁体的右端应为N极,右边磁体的左端也为N极。如图所示:
2.请标出图中小磁针的N极,并标出A点的磁感线方向。
【解析】因地磁北极在地理南极附近,所以地磁场的下端为N极,上端为S极;
在磁体的外部,磁感线是从N极出来、回到S极,所以A点的磁感线方向是斜向上的;由于磁感线上的任何一点的切线方向跟小磁针放在该点的北极指向一致,故小磁针的上端为N极,如图所示;
3.如图所示,N和S为两个磁体的磁极,请标出图中A点的磁场方向。
【解析】两个条形磁体的异名磁极靠在一起,左端为N极,右端为S极,磁感线从磁体的N极出发,回到S极,所以磁感线的方向是向右的。
磁感线是为了描述磁场而引人的,因此可以根据磁感线的方向来确定该点的磁场方向。故A的磁场方向向右。
4.请在如图中画出磁感线的方向,并标明磁体的N极和S极(小磁针涂黑的一端表示N极)。
【解析】磁体周围的磁感线从N极出发回到S极,小磁针自由静止时,北极所指的方向就是该点的磁场方向。如图所示:
5.请在图中分别标出两个磁体a、b的磁极,并将图中小磁针的N极涂黑。
【解析】由磁感线可知两磁极相互排斥,且磁感线均指向磁铁,故两磁极均为S极,由于异名磁极相互吸引,故小磁针N极在上,S极在下。
6.如图地球周围存在磁场,若假想地磁场是由地球内部一块大条形磁铁产生的,请在地球中间画出这块大条形磁铁,并且标出条形磁铁的磁极以及地磁场磁感线的方向。
【解析】地磁北极在地理南极附近、地磁南极在地理北极极附近;且在磁体外部磁感线是从磁体的N极出发,回到S极的;
故答案为:
7.如图所示,地球是一个巨大的磁体,在它的周围空间中存在地磁场,它的磁场分布与条形磁铁相似。请在图中大致画出地球外部空间地磁场的磁感线分布示意图,并在每条磁感线上标出方向(至少画6条磁感线)。
【解析】地球本身是一个天然的巨大磁体,相当于一个条形磁体,地磁北极(N极)在地理南极附近,地磁南极(S极)在地理北极附近,磁感线从磁体的N极出来,回到磁体的S极,如下图所示:
。
8.如图,一铁块放在一水平固定的一较长条形磁铁一端,用一水平拉力F拉着它做匀速直线运动,画出拉力F随运动距离S变化的图像。
【解析】当小铁块从磁铁一端匀速运动到另一端的过程中,因为条形磁体两端的磁性最强,中间的磁性最弱,因此磁铁对小铁块的吸引是先变小再变大。那么,小铁块对磁铁的压力相应的也是先减小再变大。而压力又影响到摩擦力的大小,所以摩擦力也是先变小再变大。又因为是匀速运动,拉力F和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以拉力F和摩擦力一样也是先减小后增大,如图:
考点二 通电螺线管、电磁铁作图
9.如图是某小区利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的原理示意图,其中,光敏电阻的阻值随光照强度的增强而变小,该装置能实现白天为蓄电池充电,晚上照明,试将电路连接完整。
【解析】为了使该装置白天为蓄电池充电,晚上照明,就需要白天让电磁铁吸引衔铁,夜间电磁铁磁性小,不吸引衔铁,据此设计电路如图:
故答案为:如上图所示。
10.如图所示,小磁针静止在通电螺线管的正右方,请在图中标出小磁针的N极和电源的正负极。
【解析】根据磁感线的方向可确定螺线管的左端为N极,右端为S极。根据磁极间的相互作用可以判断出小磁针的左端为N极,右端为S极。
根据安培定则,伸出右手,使右手大拇指指示通电螺线管的N极,则四指弯曲所指的方向为电流的方向,所以电源的右边为正极,左边为负极,如图所示:
11.根据图中小磁针静止时的指向,标出通电螺线管的“N”、“S”极和电源的“+”、“﹣”极。
【解析】根据异名磁极相互吸引的规律可知,通电螺线管靠近小磁针N极的一端为S极,所以通电螺线管的左端是N极。
根据右手定则,伸出右手握住螺线管使大拇指指示通电螺线管的N极,则四指弯曲所指的方向为电流的方向,所以电流由螺线管的右端流入,即电源的右端为正极,电源左端是负极。如下图所示:
12.如图所示,条形磁铁置于水平桌面上,电磁铁水平放置且右端固定,当电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向右滑动时,条形磁铁仍然静止,作出此时条形磁铁受力示意图。
【解析】①由图示可知