内容正文:
核心素养提升(十)
(电磁学作图)
你知道我们生活中使用的电是从哪里来的吗?电来源于发电机,发电机的基本构造就是磁极和线圈。磁极会产生磁场,线圈通电以后也会产生磁场,这两个磁场是否一样呢?你看到磁场了吗?怎样才能把磁场清晰地描述出来呢?
探究1 磁极间相互作用的规律是什么?
答案:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
探究2 磁感线的方向是怎样规定的?
答案:在磁体的外部,磁感线总是从磁体的N极发出,最后回到S极。
探究3 怎样判断磁体的磁极?地磁场的南、北极和地理的南、北极是否相同?
答案:判断磁体的磁极可以根据磁极间相互作用的规律判断,也可以根据磁场或磁感线的方向去判定。地磁场的南、北极在地理的北、南极附近,二者并不完全重合。
探究4 通电螺线管磁场分布和什么的磁场相似?怎样判断通电螺线管的磁极?
答案:通电螺线管外部磁场分布和条形磁体的磁场相似。判断通电螺线管的磁极用右手螺旋定则(也叫安培定则)。
磁体的磁场作图
【类型一】 判断磁体的磁极
1. 在一个圆纸盒里有一个条形磁体,圆纸盒外放一些小磁针,各磁针的指向如图所示(涂黑部分是小磁针的N极),画出圆纸盒里的磁体并标明N、S极。
第1题图
答案:如图所示。
2. 请在图中将小磁针的北极涂黑,并以“N”表示。
第2题图
答案:如图所示。
3. 请标出图中小磁针的S、N极。
第3题图
答案:如图所示。
4. 请标出图中小磁针静止时的N极和两个磁极的极性。
第4题图
答案:如图所示。
【类型二】 判断磁场或磁感线的方向
5. 在图中标出磁极的名称,并画出磁感线的方向。
第5题图
答案:如图所示。
6. 在图中标出右边磁极的名称和磁场磁感线的方向。
第6题图
答案:如图所示。
7. 根据图中小磁针N极指向,标出磁体的N极和S极,并画出磁感线的方向。
第7题图
答案:如图所示。
8. 地球周围存在着磁场,如图所示,图中虚线部分为地磁场的磁感线分布情况,请在图中用箭头标出地磁场的磁感线方向。
第8题图
答案:如图所示。
根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引,可以根据已知的磁极判断未知的磁极。根据在磁体外部磁感线从磁体的N极发出回到S极,已知磁极可以判断磁感线的方向,已知磁感线的方向可以判断磁极。
电流的磁场作图
【类型一】 判断通电螺线管的磁极
9. 如图所示,根据小磁针的指向标出螺线管的N、S极和电流的方向。
第9题图
答案:如图所示。
10. 在图中标出通电螺线管的N极,并在图中的磁感线上标出箭头。
第10题图
答案:如图所示。
【类型二】 判断通电螺线管中电源的正负极或电流的方向
11. 如图所示,箭头表示通电螺线管周围磁感线的方向,请在图中标出通电螺线管中的电流方向和小磁针静止时的N极。
第11题图
答案:如图所示。
12. 如图所示,请根据小磁针静止时N极的指向标出A处的磁感线方向和电源正、负极。
第12题图
答案:如图所示。
13. 在如图所示的通电螺线管旁有一个静止磁体,请标出电源的正极及螺线管与磁体间磁感线的方向。
第13题图
答案:如图所示。
【类型三】 画出通电螺线管的绕线方式
14. 将一个通电螺线管AB用线悬挂起来,如图所示,闭合开关,最后静止时A端指南、B端指北。画出螺线管上导线环绕的图示,并在螺线管两端标出N、S极。
第14题图
答案:如图所示。
15. 如图所示,小磁针放在两通电螺线管之间,静止时小磁针的N、S极处于如图所示的状态,请完成右边螺线管的绕线,并标出电源的正、负极。
第15题图
答案:如图所示。
16. 如图所示是磁悬浮列车的悬浮原理图。请在右侧的放大图中画出轨道下方的车厢线圈的绕线,并标上N、S极。
第16题图
答案:如图所示。
判断通电螺线管磁极的方法:一是已知电流方向,根据右手螺旋定则进行判定。二是根据磁极间相互作用规律进行判定。电源的正负极、电流方向和通电螺线管绕线方式的判定都是先知道通电螺线管的磁极,然后根据右手螺旋定则进行判断。
电流的磁场与“力与运动”的综合作图
【类型一】 电磁铁与永磁铁之间的相互作用
17. 如图所示,当开关闭合时,弹簧测力计的示数变小。
(1)画出弹簧测力计对条形磁铁拉力的示意图。
(2)在虚线框内用电路图符号画出电源。
第17题图
答案:如图所示。
18. 如图甲所示是一个磁悬浮地球仪,球体内有一个条形磁体,其磁场方向与地球仪中地磁场的方向一致。下方环形底座内有一电磁铁,通过磁极间的相互作用使地球仪悬浮在空中。如图乙所示是其内部结构示意图。请在图乙中标出:
(1)球体内条形磁体的N极。
(2)开关闭合后,电磁铁的磁感线方向。
(3)电源的“+”“-”极。
第18题图
答案:如图所示。
【类型二】 电磁铁与电磁铁之间的相互作用
19. A、B是两个电磁铁,闭合开关后,小磁针在如图所示的