专题4：电磁学作图

类型四电磁学作图
一、必备基本知识、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、磁感线方向：
在磁体外部，从磁极N极出发，回到S极；（“出北入南”）
在磁体内部，从磁极S极出发，回到N极。

3、电流方向：在电源外部，电流从电源正极出发，流向电源负极。

4、小磁针在磁场中的指向：小磁针静止时N极指的方向即为小磁针所在位置的磁感线方向。

5、安培右手定则。

6、判断通电螺线管极性的方法：用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。

磁现象作图题考法：
(1)判断通电螺线管电流方向；
(2)判断通电螺线管磁极
(3)画出通电螺线管中线圈绕法．
二、电磁学作图题分类：
1、纯磁铁作图：
①磁铁的位置：上、下；左、右；中三种。

②小磁针的位置：上、中、下、左、右。

【例题1】(2015，淮安)小磁针静止在磁体旁，如图所示，标出小磁针的N极．
【例题2】如图所示，小磁针静止在地球赤道正上方，请标出此时小磁针的N、S极。

2、通电螺线管作图；
【例题1】如图所示，根据磁体及周围磁场分布情况，在图中标出通电螺线管的N、S极及电源的正负极.
变式：
（1）（2011•抚顺）如图是闭合开关后小磁针静止时的情况，请标出电源的“+”“﹣”极，条形磁体的N、S极和磁感线的方向．
（2）如图乙，请标出通电螺线管的N、S极并用箭头画出图中磁感线的方向．
【例题2】（2015•广西）如图所示，根据磁感线方向标出电源的“+”、“﹣”极和小磁针的N
极．
变式：
（1）请在下图中根据小磁针静止时N极的指向，标出电源的正极，并用箭头标出磁感线的方向。

（2）（（2016•上海）根据图中通电螺线管的N极，标出磁感线方向、小磁针的N极，并在括号内标出电源的正、负极．
（3）小磁针静止在磁体旁，如图所示，标出小磁针的N极．
（4）（2015春•濮阳校级月考）根据小磁针静止时的指向，画出如图所示左端螺线管的绕线方法．
（5）（2012•营口）画出能使图中两个通电螺线管相互排斥的电路图，并标出两个螺线管的N极．
【例题3】按照题目要求作图：
【例题4】如图所示，根据小磁针的指向在括号内标出电源的正负极．
变式：
（1）当给螺线管通电时，小磁针N极的指向如图所示．试在图中标出螺线管的极性及电流方向．
（2）（2016•随州）如图，一段电阻丝从电源正极接出，在一个“U”形玻璃管的右侧管上绕几匝，再到左侧管上绕几匝后接到电源负极．一根条形磁铁用细线悬挂在静止在如图位置．画出电阻丝的绕法并在“U”形管的两端标明磁极．
（3）（2014•随州）如图，为制作马蹄形电磁铁，将原本无磁性的软铁棒弯成“U”形，用导线在AB段绕几匝再跨到CD段绕几匝然后将开关、电源、电阻连接成闭合回路．电磁铁产生的磁性已用磁感线标出．画出导线在铁棒上的环绕情况并在棒的A、D端标明磁极．
（4）（2014•盘锦模拟）如图所示，图中已画出了通电螺线管的一条磁感线和静止在螺线管上方的小磁针，请在图中标出已画磁感线的方向和小磁针的N极．
【例题5】标出图中通电螺线管的小磁针（静止）的南北极（用“S”和“N”表示）。

【例题6】（2014•隆回县模拟）如图所示，接通电源后，通电螺线管右边的条形磁铁向右摆动，请在图中标出条形磁铁的S极和通电螺线管的N极．
3、电磁铁作图；
①小磁针的位置：上、中、下、左、右。

②磁感线位置：上、中、下、左、右。

③电流方向：左、右两种。

④电源正负极：左、右两种。

此类型题分四大类，14小类。

电与磁作图方法指导：
（1）明确磁体北极所受磁力的方向与该点的磁场方向一致，
（2）明确安培定则并能够熟练运用。

抓住"右手螺旋定则"三个要点：伸出右手；四指与电
流方向一致；大拇指所指为N极方向。

螺线管的绕制则一定要掌握和运用好安培定则，记
住对磁场方向和磁感线分布规律的描述。

此外还要留心原图中现成的条件，充分利用它们以
正确解答。

【例题1】如图所示，为制作马蹄形电磁铁，将原本无磁性的软铁棒弯成“U”形，用导线在AB段绕几匝再跨到CD段绕几匝然后将开关、电源、电阻连接成闭合回路．电磁铁产生的磁性已用磁感线标出．画出导线在铁棒上的环绕情况并在棒的A、C端标明磁极．
【例题2】小磁针放在两通电螺线管之间，静止时处于如图所示的位置，请完成螺线管B的
绕线并标出电流的方向.
【解析】由图中小磁针的N、S极可以判断出螺线管A的右端是N极，螺线管B的左端是S极，由安培定则可知，电流从A螺线管左端流入，右端流出；再用右手握住螺线管B，大拇指指向右侧，可判断螺线管B外侧线圈中电流方向由上至下，据此画出B螺线管的绕线.如图所示.
答案：见解析图
【例题3】如图甲所示，根据小磁针N极的方向，标出螺线管的N、S、电源的正、负极及螺线管内部小磁针的N极。

分析：首先根据小磁针的指向判断出螺线管的右端是N极，左端是S极，然后根据安培定则判断出螺线管中每一圈的电流方向是向下的，这样就可以判断出电源的左端是正极，右端是负极。

在螺线管内部的小磁针可以根据“小磁针N极的指向与磁感线方向一致”判断出该小磁针的右端是N极，左端是S极。

解答：如图乙所示：
【例题4】根据通电螺线管的N、S极和磁感线形状，在图中标出磁体A的N极，磁感线方向（任选一根标出即可）和电源“+”、“-”极。

解析：通电螺线管的磁场与条形磁体磁场相似，磁体极性与导线的绕法和电流方向有关，磁体的极性和电流方向关系用安培定则记忆；磁体的磁感线都是从磁体的N极出发，回到磁体的S极；同名磁体磁极相互排出，异名磁体磁极相互吸引。

作图如图所示。

【例题5】请在图中标出磁感线的方向和电源的正极．
解析：知道小磁针的磁极，根据磁极间的相互作用，可判断出通电螺线管的磁极，再根据安培定则判断出电流的方向从而找到电源的正负极．
在磁体的外部，磁感线从磁体的北极出来，回到南极．
从图可知，小磁针的右端是S极，左端为N极；由于同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知通电螺线管的右端是N极，左端是S极．
根据安培定则，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，所以电源的左端为负极，右端是正极．
在磁体的外部，磁感线都是从磁体的N极出来回到S极，所以磁感线方向都向右．
如图所示：
【训练题1】如图乙所示，小磁针静止在通电螺线管右侧，请标出通电螺线管的N级、磁感线方向和小磁针的N极．
【训练题2】如图所示，根据图中磁感线方向，标出通电螺线管的N、S极，并用“+”“-”标出电源的正负极。

【训练题1答案】已知电源正负极，根据安培定则可知，螺线管的左端为N极，右端为S 极，根据异名磁极相互吸引，可判定小磁针的左端为N极、右端为S极．
在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发，回到S极，据此可以标出磁感线的方向向右．如下图所示：
【训练题2答案】
【例题6】将如图中的电磁铁连入你设计的电路中（在虚线方框内完成）．要求：电路能改变电磁铁磁性的强弱；使小磁针静止时N、S极如图（提示：可用器材有滑动变阻器.干电池）．
N S
+ _
变式：
（1）将图所示的各个元件用笔画线作导线连接成完整的电路，要求：开关闭合后，小磁针在如图所示位置静止，滑动变阻器的滑片P向右移动时电磁铁L磁性加强.
4、电磁继电器作图；
方法指导：对电磁继电器电路分成两个部分：控制电路、工作电路，这两部分电路分开连接。

【例题1】车辆超载是造成高速公路路面结构损坏的一个重要因素．小明为某大桥设计一个车辆超重的报警装置，当路面压力达到设定值时，压力传感器就接通电路．要求车辆超重时，信号灯就发光．请你在图中为他连接好电路．
三、专题练习：
1.在下图的括号中标出磁体的磁极(用“N”或“S”表示)和在A点标出磁感线方向.
2.请根据图中通电螺线管的外部磁场方向，标出电源的正、负极及小磁针的N、S极.
3.如图所示，当给电磁铁M通电，发现弹簧开始被压缩，过一会儿，条形磁铁和弹簧重新处于静止.此时把滑动变阻器的滑片P向B端滑动，弹簧的长度逐渐变短.请用笔画线代替导线，把电路连接完整(导线不能交叉，弹簧在其弹性范围内).
4.在图中画出螺线管B上的绕线，要求通电后使图中的A、B两个螺线管相互排斥.
参考答案
1.如答图所示.
第13题答图
【解析】据图可知，此时一定是异名磁极，左端是N极，右端一定是S极，故磁感线的方向是向右的，如答图所示.
2.如答图所示.
第14题答图
【解析】在磁体外部，磁感线总是从磁体的N极出发，最后回到S极.所以螺线管的右端为N极、左端为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，使右手大拇指指向通电螺线管的N极，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，即电流是从螺线管的左端流入的.所以电源的左端为正极、右端为负极，如答图所示.
3.如答图所示.
第15题答图
【解析】弹簧的长度逐渐变短，说明磁铁受到的斥力变大，故螺线管的上端为S极.根据安培定则可知，电磁铁的上端应接电源的正极；把滑动变阻器的滑片P向B端滑动，弹簧的长度逐渐变短，说明此时的电流变大，故应接滑动变阻器的B接线柱，如答图所示.
4.如答图所示.
第16题答图
【解析】由安培定则可知，通电螺线管A的极性为：左端为S极，右端为N极；因为A、B两个螺线管相互排斥，则通电螺线管B的极性为：左端为N极，右端为S极，所以B螺线管的绕法如答图所示.。