搜索
专项突破(十)电磁学作图电磁学作图主要包括画电路图、连接实物图、通电直导线周围磁场的方向、磁体和小磁针的N极和S极、通电螺线管极性判断、螺线管内的电流方向以及家庭电路的安全用电等。画电路图时要注意串、并联电路特点的应用、电表的使用、滑动变阻器的应用。电磁作图时要明确磁体N极所受磁力的方向与该点的磁场方向一致,以及磁极之间的作用规律,还要能对安培定则理解并熟练运用。家庭电路的作图要明确安全用电常识:“火线、零线并排走,零线直接进灯头,火线接进保险盒,经过开关进灯座。”类型一电路图与实物图的画法例1(2019·贵州贵阳中考)如图所示是未完成连接的实物图,请用笔画线代替导线完成该电路的连接。要求:两灯并联。开关S在干路上,电流表只测通过L1的电流,导线不能交叉。答案:如图所示。方法归纳1.根据实物图画电路图的一般步骤:(1)分析电路中含有哪些元件,明确它们是串联还是并联。(2)电路图中各元件的顺序与实物图中的位置要一一对应。(3)通常是从电源正极开始画,按电流通过的路径逐个画出电路元件,到电源负极为止。2.根据要求连接实物图的一般步骤:(1)分析电路中各用电器间的串、并联关系,各电表的作用以及每个开关的控制作用。(2)确定电表的量程、滑动变阻器的接线柱。(3)一般按电流方向从电源正极开始连接,将元件依次连接起来,最后回到电源负极。(4)先连接串联电路,再连接并联电路。要注意,电表的正负接线柱不要接反,导线的分支、会合在接线柱上,中间不许分叉、交叉。类型二电路设计例2(2019·内蒙古赤峰中考)吸油烟机的主要元件有照明灯、电动机(元件符号为)。在使用中,有时需要照明灯、电动机同时工作,有时需要它们各自独立工作。按照上述要求,在图中画出其工作原理电路图(电源已给出)。答案:如图所示。解析:由题意可知,照明灯和电动机可以同时工作,也可以独立工作,说明照明灯和电动机并联且各有一个开关控制,且开关控制火线。方法归纳1.根据要求确定用电器的连接关系;如果各用电器能单独工作,则它们并联;如果不能单独工作,则它们串联。2.有时用若干个开关控制同一个用电器,有以下两种情况:(1)如果几个开关并联,用电器在它们的干路上,则不管哪个开关闭合,用电器都能工作。(2)如果几个开关串联,则所有开关同时闭合时,用电器才能工作。3.如果闭合开关,用电器停止工作,断开开关用电器反而工作,则开关并联在用电器的两端,这是一种特殊的短路控制作用,有时也会用到。类型三家庭电路的连接例3(2019·黑龙江绥化中考)请用笔画线表示导线,将图中的电灯、开关和插座正确接入家庭电路中。答案:如图所示。解析:灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故;三孔插座的接法:上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线。方法归纳1.各家用电器及插座并联,开关与所控制的用电器(电灯等)串联。2.开关要接在火线和灯泡之间。3.灯座顶端金属片要接在火线上,灯座的螺旋套要接在零线上。4.三孔插座的左孔接零线,右孔接火线,上孔接地(即“左零右火上接地”)。5.大功率用电器接入家庭电路中时,一般要在跟用电器相连的火线上接入保险丝。类型四磁学作图例4(2019·四川攀枝花中考)螺线管通电后小磁针静止时的情况如图所示,请在图中标出电源的正负极和磁感线的方向。答案:如图所示。方法归纳解答此类作图题要掌握以下规律:(1)磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。(2)小磁针静止时N极指向与该点磁感线的方向一致。(3)磁体外部的磁感线都是从磁体N极出发,回到S极。(4)判断通电螺线管极性的方法——右手螺旋定则:用右手握螺线管,让四指指向螺线管中电流方向,则拇指所指的那端就是螺线管的N极。解析:图中小磁针N极靠近螺线管的下端,根据异名磁极相互吸引可知,螺线管的下端为S极,上端为N极;根据右手螺旋定则可知,螺线管中的电流应由下向上,所以电源下端为正极,上端为负极;螺线管外部的磁感线由N极到S极,所以图中磁感线的方向向下。1.(2019·甘肃兰州中考)请在图中用笔画线代替导线连接电路。要求:两灯并联,开关S同时控制两盏灯泡。答案:解析:由题知,两灯并联,开关S同时控制两盏灯泡,所在开关应在干路上;图中电流从电源正极流出后,经过开关后应分成两支,分别通过两盏灯泡后再汇合回到电源负极,且电流应从电流表的正接线柱流进,负接线柱流出,故应将L1的右侧与L2的左侧相连,L2的右侧或电流表的左侧接电源负极。2.根据实物图画出电路图。答案:解析:由实物图知,电流从电源正极出发后分为两支:一支经灯泡,另一支经电动机和开关S2,两支电流汇合后经开关S1回到负极。所以灯泡与电动机并联,S1在干路,S2在灯泡支路上。3.(2019·河南中考)某额定电压为220V的电动扶梯(已接地),只需在白天且有人时开启,利用红外线开关S1(有人时闭合、无人时断开)及可见光开关S2(白天闭合、夜间断开)即可实现自动控制。请在图中按要求正确完成电路连接。答案:解析:由实物图知,电流从电源正极出发后分为两支:一支经灯泡,另一支经电动机和开关S2,两支电流汇合后经开关S1回到负极。所以灯泡与电动机并联,S1在干路,S2在灯泡支路上。4.如图甲所示是一个常用的插线板,插线板上的指示灯在开关断开时不发光,插孔不能提供工作电压,开关闭合时指示灯发光,插孔能提供电压;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供电压,根据上述说明,在图乙中画出左边的开关、中间的指示灯、插孔与电源线的连接方式。答案:解析:插线板上的指示灯在开关闭合时会发光,插孔正常通电,说明开关同时控制灯泡和插座,灯泡和插座之间可能是串联,也可能是并联,如果两者并联,开关应该在干路上;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能正常通电,说明灯泡和插座之间是并联的,开关接在灯泡、插座和火线之间。5.在原子内部,核外电子绕原子核运动会形成环形电流,环形电流产生的磁场使原子的两侧相当于两个磁极如图,若纸面外表示N极,请在图中标出电子绕原子核运动的方向。答案:解析:物理学上规定,正电荷定向移动的方向为电流的方向,则电流的方向与电子定向移动的方向相反,所以,图中电流的方向与电子绕原子核运动的方向相反。根据安培定则,让拇指所指的那端为N极(即拇指指向纸外),右手四指弯曲的方向与电流的方向一致,则电流方向为逆时针方向,电子绕原子核运动的方向为顺时针方向。6.根据图中通电螺线管的N极,用箭头标出磁感线的方向,并在括号内标出电源的正负极。答案:解析:已知通电螺线管的左端为N极,由于在磁体外部磁感线从磁体的N极出发,回到S极,所以可以确定螺线管周围磁感线的方向;根据螺线管的左端为N极以及线圈的绕向,利用安培定则可以确定电流是从螺线管的右端流入、左端流出,由于在电源外部电流从正极流出,回到负极,所以可以确定电源的右端为正极,左端为负极。7.如图所示,通电直导线周围的磁场分布可用磁感线表示为以导线为圆心的同心圆圈,磁场方向可以运用如下方法判断:用右手握住直导线,让拇指指向直导线中电流的方向,则弯曲的四指所指方向为磁场方向。请在图中标出静止在磁场中的小磁针的N极。答案:解析:由题知,用右手握住直导线,让拇指指向直导线中电流的方向,则弯曲的四指所指方向为磁场方向。由图且根据以上方法可判断出通电直导线周围的磁感线方向是逆时针方向的,因为小磁针静止时,北极的指向为磁场方向。8.(2019·贵州毕节市中考)将图中的电磁铁连入你设计的电路中(在方框内添加电源和滑动变阻器),使得小磁针静止时如图所示,且向右移动滑动变阻器滑片时,电磁铁的磁性变弱。答案:解析:小磁针静止时左端为S极、右端为N极,根据磁极间的相互作用规律可知,通电螺线管的左端是N极,右端是S极;根据安培定则可以判断电流从左端进入通电螺线管,则可知电源左端为正极、右端为负极;当电流越小时,电磁铁的磁性越弱,要想电磁铁的磁性变弱,应减小电路中的电流,由欧姆定律可知,应增大电路中的电阻,则向右移动滑动变阻器滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻应变大。9.(2019·湖北咸宁中考)开关S闭合后通电螺旋管和条形磁铁A之间磁感线的形状如图所示,请在图中标出三条磁感线的方向和条形磁铁A的两个磁极。答案:解析:电流方向由右端流入左端,利用安培定则判断可知,螺线管的左端为N极,右端为S极,又知道在磁体的外部,磁感线都是从其N极出发指向S极的,所以磁感线的方向都指向S极,条形磁铁的左端为N极。