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一、考点扫描
作图题是中考常见的一种题型,一般是根据题目的要求,作出适当的图像、图线.这不仅是一种形象直观的表示抽象问题的方法,还能体现同学们运用作图技能处理物理问题的综合能力.磁场作图题涵盖的考点有两大类:
1.关于磁体周围磁场的作图
考点1 根据磁体的磁极判断磁感线的方向
例1 请画出图1、图2中的磁感线的方向.
解析 根据磁场特点,磁体的外部磁场都是从磁体的N极出来回到磁体S极.
答案 磁感线的方向是从N极指向S极.
考点2 根据磁感线的方向判断磁体的磁极
例2 标出图中各磁体的N、S极.
解析 要明确“三向归一,知一求二”,即磁场中某点的磁场方向、该点的磁感线方向、放在该点的小磁针静止时N极的指向是一致的,知道其中之一,就能确定另外两个方向.根据磁场特点,磁体的外部磁场都是从磁体的北极出来回到磁体南极.
答案 图3左端S极,右端N极;图4左端N极,右端S极.
考点3 根据磁极间的相互作用判断磁体磁极以及周围磁感线的方向
例3 根据图5、图6中小磁针静止时的位置(黑端为N极),标出磁体的磁极,画出磁体周围的磁感线并标出方向.
解析 先观察小磁针静止时的指向,再根据磁极间相互作用的规律,与小磁针N极靠近的是S极,与小磁针S极靠近的是N极,得出磁体的极性.然后依据异名磁极相吸,异名磁极间磁感线的形状是相连的,且磁体的外部磁场都是从磁体的N极出来回到磁体S极.依据同名磁极相斥,同名磁极间磁感线的形状是相互排斥的,且磁体的外部磁场都是从磁体的N极出来回到磁体S极.
答案 图5是两异名磁极,左端N极,右端S极,磁感线是相连的.图6是两同名磁极,两端都为S极,磁感线是相互排斥的.磁感线方向都是从N极指向S极.
2.关于电流周围磁场的作图
考点4 根据电流流向判断通电螺线管的磁极
例4 如图7所示,用安培定则判断通电螺线管的磁极,在图中标出导线中的电流方向和螺线管的N、S极.
解析 先画出通电螺线管中每一圈的电流方向,再根据安培定则,用右手握住螺线管,让四指的弯曲方向与电流的方向一致,为防止出错,可先在右手的中指上从指根向指尖画一个箭头,该箭头的指向就是螺线管上的电流方向,则大拇指的指向就是北极方向.
答案 线圈正面电流方向都向上;螺线管左端N极,右端S极.
考点5 根据磁极间相互作用判断通电螺线管中的电流方向和电源正负极
例5 根据图8中小磁针静止时的指向,标出通电螺线管中的电流方向和电源正负极.
解析 首先根据小磁针的指向判断出螺线管的极性,然后根据安培定则判断出螺线管中每一圈的电流方向,这样就可以判断出电源的正负极.
答案 螺线管右端是N极,左端是S极;电源左端是正极,右端是负极.
考点6 根据通电螺线管的磁感线方向逆推电流的流向
例6 通电螺线管周围的磁感线分布及方向如图9所示,请标出它的N、S极以及电源的正负极.
解析 螺线管通电后,它的磁场分布与条形磁铁相似,根据磁体的外部磁场都是从磁体的N极出来回到磁体S极,可以判断螺线管的磁极.再根据安培定则判断出螺线管中每一圈的电流方向,这样就可以判断出电源的正负极.
答案 螺线管左端为N极,右端为S极;电源左端是正极,右端是负极.
考点7 根据电源正负极和磁极方向构思螺线管绕线
例7 根据图10中给出的条件画出螺线管的绕线.
解析 关于螺线管绕线,要根据题意先判断“极、向、手”(“极”指螺线管的N极,“向”指电流的方向,“手”指右手)三者的关系,然后再根据安培定则完成螺线管的绕线.
答案 绕线从螺线管左端背面绕进,右端正面绕出.
考点8 根据电路要求连接电磁继电器
例8 小明想利用如图11所示器材中的一节干电池,间接控制家庭电路中的两盏灯.要求是:开关S闭合时,红灯亮,绿灯灭;开关S断开时,红灯灭,绿灯亮.请你帮助小明连接电路.
解析 电磁继电器的电路连接要注意以下三个方面:(1)分清楚哪个部分是控制电路,哪个部分是工作电路.(2)弄清楚控制电路和工作电路的要求.(3)先连接控制电路,再连接工作电路.连接完毕后,可按照题目要求,检验所连接的电路是否正确,若不正确,再加以修正.
答案 干电池、开关S、电磁铁连接成控制电路;220V电源、触点开关、红绿灯(注意:红、绿灯要并联)连接成工作电路.
二、例题解析
例1 在图12上标出地磁南、北极以及地磁场磁感线的方向.
解析 先判断地球的地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近.再根据磁体的外部磁场都是从磁体的N极出来回到磁体S极,判断出地磁场磁感线的方向.
答案 磁感线从地理南极指向地理北极.
例2 根据磁感线方向标出图13、14中各磁体的N、S极.
解析 根据磁场特点,磁体的外部磁场都是从磁体的北极出来回到磁体南极.再依据异名磁极相吸,异名磁极间磁感线的形状是相吸相连的;同名磁极相斥,同名磁极间磁感线的形状是相互排斥的.
答案 图13左端S极,右端N极;图14两端都是S极.
例3 在一个圆纸盒里有一个条形磁体,圆纸盒外放着一些小磁针,各磁针静止时N极的指向如图15所示,请在圆纸盒里画出磁体并标明它的N、S极.
解析 先观察小磁针静止时的指向,再根据磁极间相互作用的规律,与小磁针N极靠近的是S极,与小磁针S极靠近的是N极,得出磁体的极性. 答案 画出条形磁铁,且条形磁铁的S极与小磁针N极相靠近.
例4 如图16所示,根据电源正负极标出马蹄型磁体的N、S极.
解析 先画出通电螺线管中每一圈的电流方向,再根据安培定则判断出磁极极性.注意:蹄形磁体可以看成左右两根磁体,要分别判断.
答案 左面磁体的上端S极,右面磁体的上端S极.
例5 根据题意在图17中标出通电螺线管甲、乙、丙、丁端的极性.
解析 根据安培定则判断出螺线管的极性,再依据同名磁极相斥,异名磁极相吸,得出各端磁极极性.
答案 甲端S极,乙端是N极,丙端S极,丁端S极.
例6 如图18所示,当开关S闭合后,小磁针的N、S极按箭头方向转动到与螺线管轴线方向一致时静止不动,试判断电源的正、负极.
解析 开关闭合,根据小磁针的指向判断出螺线管的磁极,再依据安培定则判断出电流的方向,画出电源正负极.本题属于安培定则的逆应用,其要点是:先看、后标、再确定.“先看”即看清通电螺线管的哪一端为N极,“后标”即根据安培定则标出通电螺线管外部导线中的电流方向,“再确定”是指确定电源的正负极.
答案 电源左端正极,右端负极.
例7 如图19所示,根据小磁针的指向画出螺线管的绕线.
解析 由小磁针的指向判断出螺线管的极性,然后再根据安培定则完成螺线管的绕线.画好后还要设想:若用手拉两端的引线,无线圈脱落才算对.
答案 绕线从螺线管左端正面绕进,右端正面绕出.
例8 图20是一个自动控制电热水器的示意图,温控部分是一个充有水银的温度计,在温度计玻璃泡中引出一根导线,在温度计玻璃管上部装有一可调的金属丝,还有一个电磁继电器,一只绿灯,一个电热丝,要求:在温度计没有达到设定温度时电热丝通电工作,当水温升高到设定温度时,指示水温达到要求的电灯(绿灯)亮,电热丝断电停止加热.请按要求,把示意图中的电路连接起来.
解析 理解整个装置的工作原理是本题的关键:水温低于设定温度时,控制电路断开,电磁铁没有磁性,衔铁向右移动,电热丝工作加热,绿灯灭,这就要使电热丝所在的电路接通,绿灯所在的电路断开.水温升高到设定温度时,控制电路接通,电磁铁有磁性,吸引衔铁向左移动,绿灯亮,电热丝断电停止加热,这就要使绿灯所在的电路接通,电热丝所在的电路断开.本题的难点在于器材比较多,分布比较散,容易连接混乱.
答案 左边的电源、温度计、电磁铁连接成控制电路;右边的电源、衔铁上的触点、灯和电热丝连接成工作电路.
作图题是中考常见的一种题型,一般是根据题目的要求,作出适当的图像、图线.这不仅是一种形象直观的表示抽象问题的方法,还能体现同学们运用作图技能处理物理问题的综合能力.磁场作图题涵盖的考点有两大类:
1.关于磁体周围磁场的作图
考点1 根据磁体的磁极判断磁感线的方向
例1 请画出图1、图2中的磁感线的方向.
解析 根据磁场特点,磁体的外部磁场都是从磁体的N极出来回到磁体S极.
答案 磁感线的方向是从N极指向S极.
考点2 根据磁感线的方向判断磁体的磁极
例2 标出图中各磁体的N、S极.
解析 要明确“三向归一,知一求二”,即磁场中某点的磁场方向、该点的磁感线方向、放在该点的小磁针静止时N极的指向是一致的,知道其中之一,就能确定另外两个方向.根据磁场特点,磁体的外部磁场都是从磁体的北极出来回到磁体南极.
答案 图3左端S极,右端N极;图4左端N极,右端S极.
考点3 根据磁极间的相互作用判断磁体磁极以及周围磁感线的方向
例3 根据图5、图6中小磁针静止时的位置(黑端为N极),标出磁体的磁极,画出磁体周围的磁感线并标出方向.
解析 先观察小磁针静止时的指向,再根据磁极间相互作用的规律,与小磁针N极靠近的是S极,与小磁针S极靠近的是N极,得出磁体的极性.然后依据异名磁极相吸,异名磁极间磁感线的形状是相连的,且磁体的外部磁场都是从磁体的N极出来回到磁体S极.依据同名磁极相斥,同名磁极间磁感线的形状是相互排斥的,且磁体的外部磁场都是从磁体的N极出来回到磁体S极.
答案 图5是两异名磁极,左端N极,右端S极,磁感线是相连的.图6是两同名磁极,两端都为S极,磁感线是相互排斥的.磁感线方向都是从N极指向S极.
2.关于电流周围磁场的作图
考点4 根据电流流向判断通电螺线管的磁极
例4 如图7所示,用安培定则判断通电螺线管的磁极,在图中标出导线中的电流方向和螺线管的N、S极.
解析 先画出通电螺线管中每一圈的电流方向,再根据安培定则,用右手握住螺线管,让四指的弯曲方向与电流的方向一致,为防止出错,可先在右手的中指上从指根向指尖画一个箭头,该箭头的指向就是螺线管上的电流方向,则大拇指的指向就是北极方向.
答案 线圈正面电流方向都向上;螺线管左端N极,右端S极.
考点5 根据磁极间相互作用判断通电螺线管中的电流方向和电源正负极
例5 根据图8中小磁针静止时的指向,标出通电螺线管中的电流方向和电源正负极.
解析 首先根据小磁针的指向判断出螺线管的极性,然后根据安培定则判断出螺线管中每一圈的电流方向,这样就可以判断出电源的正负极.
答案 螺线管右端是N极,左端是S极;电源左端是正极,右端是负极.
考点6 根据通电螺线管的磁感线方向逆推电流的流向
例6 通电螺线管周围的磁感线分布及方向如图9所示,请标出它的N、S极以及电源的正负极.
解析 螺线管通电后,它的磁场分布与条形磁铁相似,根据磁体的外部磁场都是从磁体的N极出来回到磁体S极,可以判断螺线管的磁极.再根据安培定则判断出螺线管中每一圈的电流方向,这样就可以判断出电源的正负极.
答案 螺线管左端为N极,右端为S极;电源左端是正极,右端是负极.
考点7 根据电源正负极和磁极方向构思螺线管绕线
例7 根据图10中给出的条件画出螺线管的绕线.
解析 关于螺线管绕线,要根据题意先判断“极、向、手”(“极”指螺线管的N极,“向”指电流的方向,“手”指右手)三者的关系,然后再根据安培定则完成螺线管的绕线.
答案 绕线从螺线管左端背面绕进,右端正面绕出.
考点8 根据电路要求连接电磁继电器
例8 小明想利用如图11所示器材中的一节干电池,间接控制家庭电路中的两盏灯.要求是:开关S闭合时,红灯亮,绿灯灭;开关S断开时,红灯灭,绿灯亮.请你帮助小明连接电路.
解析 电磁继电器的电路连接要注意以下三个方面:(1)分清楚哪个部分是控制电路,哪个部分是工作电路.(2)弄清楚控制电路和工作电路的要求.(3)先连接控制电路,再连接工作电路.连接完毕后,可按照题目要求,检验所连接的电路是否正确,若不正确,再加以修正.
答案 干电池、开关S、电磁铁连接成控制电路;220V电源、触点开关、红绿灯(注意:红、绿灯要并联)连接成工作电路.
二、例题解析
例1 在图12上标出地磁南、北极以及地磁场磁感线的方向.
解析 先判断地球的地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近.再根据磁体的外部磁场都是从磁体的N极出来回到磁体S极,判断出地磁场磁感线的方向.
答案 磁感线从地理南极指向地理北极.
例2 根据磁感线方向标出图13、14中各磁体的N、S极.
解析 根据磁场特点,磁体的外部磁场都是从磁体的北极出来回到磁体南极.再依据异名磁极相吸,异名磁极间磁感线的形状是相吸相连的;同名磁极相斥,同名磁极间磁感线的形状是相互排斥的.
答案 图13左端S极,右端N极;图14两端都是S极.
例3 在一个圆纸盒里有一个条形磁体,圆纸盒外放着一些小磁针,各磁针静止时N极的指向如图15所示,请在圆纸盒里画出磁体并标明它的N、S极.
解析 先观察小磁针静止时的指向,再根据磁极间相互作用的规律,与小磁针N极靠近的是S极,与小磁针S极靠近的是N极,得出磁体的极性. 答案 画出条形磁铁,且条形磁铁的S极与小磁针N极相靠近.
例4 如图16所示,根据电源正负极标出马蹄型磁体的N、S极.
解析 先画出通电螺线管中每一圈的电流方向,再根据安培定则判断出磁极极性.注意:蹄形磁体可以看成左右两根磁体,要分别判断.
答案 左面磁体的上端S极,右面磁体的上端S极.
例5 根据题意在图17中标出通电螺线管甲、乙、丙、丁端的极性.
解析 根据安培定则判断出螺线管的极性,再依据同名磁极相斥,异名磁极相吸,得出各端磁极极性.
答案 甲端S极,乙端是N极,丙端S极,丁端S极.
例6 如图18所示,当开关S闭合后,小磁针的N、S极按箭头方向转动到与螺线管轴线方向一致时静止不动,试判断电源的正、负极.
解析 开关闭合,根据小磁针的指向判断出螺线管的磁极,再依据安培定则判断出电流的方向,画出电源正负极.本题属于安培定则的逆应用,其要点是:先看、后标、再确定.“先看”即看清通电螺线管的哪一端为N极,“后标”即根据安培定则标出通电螺线管外部导线中的电流方向,“再确定”是指确定电源的正负极.
答案 电源左端正极,右端负极.
例7 如图19所示,根据小磁针的指向画出螺线管的绕线.
解析 由小磁针的指向判断出螺线管的极性,然后再根据安培定则完成螺线管的绕线.画好后还要设想:若用手拉两端的引线,无线圈脱落才算对.
答案 绕线从螺线管左端正面绕进,右端正面绕出.
例8 图20是一个自动控制电热水器的示意图,温控部分是一个充有水银的温度计,在温度计玻璃泡中引出一根导线,在温度计玻璃管上部装有一可调的金属丝,还有一个电磁继电器,一只绿灯,一个电热丝,要求:在温度计没有达到设定温度时电热丝通电工作,当水温升高到设定温度时,指示水温达到要求的电灯(绿灯)亮,电热丝断电停止加热.请按要求,把示意图中的电路连接起来.
解析 理解整个装置的工作原理是本题的关键:水温低于设定温度时,控制电路断开,电磁铁没有磁性,衔铁向右移动,电热丝工作加热,绿灯灭,这就要使电热丝所在的电路接通,绿灯所在的电路断开.水温升高到设定温度时,控制电路接通,电磁铁有磁性,吸引衔铁向左移动,绿灯亮,电热丝断电停止加热,这就要使绿灯所在的电路接通,电热丝所在的电路断开.本题的难点在于器材比较多,分布比较散,容易连接混乱.
答案 左边的电源、温度计、电磁铁连接成控制电路;右边的电源、衔铁上的触点、灯和电热丝连接成工作电路.