内容正文:
专题特训 电磁作图问题
类型一 磁体与磁场
1. 在一个圆筒纸盒里有一条形磁体,圆筒纸盒外放一些小磁针.如图所示为各个小磁针静止时的指向示意图,请你画出圆筒纸盒里的条形磁体并标明N、S极.(小磁针的黑色端为N极)
如图所示
[解析]条形磁体外部的磁感线是从N极出发,回到S极,静止在磁场中的小磁针N极的指向即该点磁场的方向.将图中小磁针的N极用线条连接起来可得到条形磁体外部磁感线的分布情况,从而判断出盒中条形磁体放置的情况.
2. (2023·无锡)磁体旁的小磁针静止时所指的方向如图所示,请在括号中标出磁体的磁极,并标出图中磁感线的方向.
如图所示
[解析]图中小磁针静止时其N极指向右,说明该点的磁场方向向右,所以磁感线的方向是向右;因磁体周围的磁感线从N极出发,回到S极,故左侧磁体的右端为N极.
3. 如图所示为地磁场的示意图,请在括号内填上地磁的磁极和小磁针右下端的磁极.(N/S)
如图所示
[解析]磁体外部的磁感线从N极出发,回到S极,由题图中磁感线的方向可知,上方是地磁的S极;某点的磁场方向是放在该点的小磁针静止时N极的指向,根据图中磁感线的方向可知小磁针的右下端是S极.
类型二 通电直导线
4. 在图中画出静止在通电直导线附近A点的小磁针,并标出其磁极.
如图所示
[解析]据通电直导线周围磁场分布的规律和磁场方向的规定作图.
类型三 通电螺线管
5. (2022·大庆)当金属的温度降低到某一值时,会产生神奇的超导现象.在一个浅平的锡盘中,放入一个体积很小但磁性很强的永久磁体,然后将温度降低至-270℃,使锡盘出现超导现象.此时锡盘表面出现超导电流,可以看见小磁体竟然离开锡盘,缓缓上升,与锡盘保持一定距离后,便悬空并保持高度不变.请用箭头标出锡盘上方磁感线的方向及锡盘中超导电流的方向.
如图所示
[解析]由图可知,小磁体的下端为N极,上端为S极;由同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知,锡盘的上面是N极,下面是S极.根据安培定则:右手握住螺线管,使大拇指指向锡盘的N极,则四指弯曲所指的方向为电流的方向,所以电流是按逆时针方向流动的;磁体周围的磁感线是从N极出发,回到S极,故锡盘上方磁感线的方向向上.
6. (2023·随州)“五一”假期小聪和父母到随州大洪山旅游,茂密的森林里丰富的物种深深地吸引着他们,可走着走着他们迷路了.小聪镇定地找出电池和导线在一根短木棒上密密匝匝地绕制成通电螺线管,又找来一个塑料圆盘,用几根细线将圆盘悬吊起来,然后将螺线管放在这个可以自由水平转动的圆盘上.小聪依靠这个自制装置的指引成功地走出了森林.如图所示为小聪的自制指南针,图中规定了通电螺线管的N极,请用笔画线代替导线画出绕线方式(画3匝即可)并在螺线管周围画出一条磁感线.
如图所示
[解析]电源左侧为负极,右侧为正极,则电流由右侧流入,根据安培定则:用右手握住螺线管,使四指所指的方向为电流的方向,则大拇指所指的右侧为N极,左侧为S极,外部磁感线由N极指向S极.
类型四 电磁铁
7. 如图所示,在“探究电磁铁磁性强弱的影响因素”实验中,小明用漆包线在大铁钉上绕若干匝,制成简单的电磁铁.已知两根铁钉钉尖的N、S极不同,请补全电路图,并标出电源的正负极.
如图所示
[解析]由题图可知,小磁针的下端为N极,根据异名磁极相吸、同名磁极相斥的原理,可判断出右边铁钉的上端为S极,下端为N极;由于两根铁钉钉尖的N、S极不同,因此左边铁钉的上端为N极,下端为S极,再结合右手螺旋定则可判断出铁钉上导线中的电流方向,从而判断出电源的左端为正极,右端为负极.
8. 将如图所示的电磁铁的电路连接完整.要求:
(1) 根据小磁针静止时N极的指向,在括号中标出电磁铁左端的极性(用“N”或“S”表示).
(2) 在虚线框内画出电池符号.
(3) 开关闭合后,变阻器的滑片只有向右移动时,电磁铁的磁性才会变强(连接时导线不能交叉).
如图所示
[解析]由磁极间的相互作用规律可知,电磁铁的左端为N极,由安培定则可确定,电流要从电磁铁的右上端流入,左下端流出,电源的左端为正极,右端为负极;滑片向右移动,电阻减小,据此连接.
9. 如图所示为一个电磁阀工作原理图.当电磁铁通电时,与左侧的条形磁体相互吸引,带动与电磁铁相连的活塞向左运动,堵住出水口,断电时,活塞受弹簧拉力而向右运动,水从出水口流出.请在图中标出:
(1) 通电时电磁铁左侧的极性.(在括号内填“N”或“S”)
(2) 条形磁体左侧的磁感线方向.
(3) 电源右侧的极性.(在括号内填“+”或“-”)
如图所示
[解析]当电磁铁通电时,与左侧的条形磁体相互吸引,由磁极间的相互作用规律可知,电磁铁的左端为S极,右端为N极;在磁体外部,磁感线是从磁体的N极出发,回到S极;电磁铁的右端为N极,根据安培定则可知,电流从螺线管的右端