1、专项突破专项突破( (十十) ) 电磁学作图电磁学作图 第一编第一编 2021 F 方法指导方法指导 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。” F 分类突破分类突破 类型一 电路图
2、与实物图的画法 例例1(2020 上海)在如图所示的电路中,有两 根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。 要求: 闭合开关S后,向左移动滑动变阻器的滑 片P,小灯变暗; 电压表测量滑动变阻器两端的电压。 答案 如图所示 解析 经分析可知,灯泡的右接线柱与滑动变阻器右下方接线柱相连,电压 表并联在滑动变阻器两端,由电源的电压为3 V可知,电压表的量程选03 V。 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
3、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 例例2(2020 安徽蚌埠模拟)医院的每一个病床附近都有一个按钮式的开关, 病人一有情况按下这个开关,值班室的电铃就响起来,同时对应床号的灯也 亮起来,医护人员可以迅速地赶到病房。如图所示,请你用笔代替导线把能 实
4、现这一呼叫的电路连好(导线不要交叉),并分析灯泡的连接方式。 答案 解析 由分析可知,将每个床头的开关与对应的指示灯串联后再并联,电铃 在干路中。 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
5、型三 家庭电路的连接 例例3(2020 四川自贡)生活中有一种插线板,在使用中发现: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;而在开关闭合时指示灯发光,插孔可以 提供工作电压;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压。根据上述 现象,请在图中画出开关、指示灯、电阻和插孔的连接方式,并与电源线接通。 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;由题知,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
6、控 制火线使用更安全;由于指示灯的工作电压较小,所以需要给指示灯串联一 个电阻来分担电源的电压;三孔插座的接法是“左零右火上接地”。 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 例例4(2020 四川达州)如图所示是一电磁铁和条形磁铁相互作用时的磁场分 布,请根据图中静止的小磁针的N、S极标出条形磁铁左端的
7、磁极、电源的 正极(电源的正极用“+”表示)和A点磁感应线的方向。 答案 解析 据磁感线的特点可知,条形磁体和螺线管相对的是同名磁极,与小磁 针的S极相互吸引,即都是N极,据磁感线的特点标上方向即可;而后据安培 定则可知,电流从螺线管的左端流入、右端流出。 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。 Q
8、 强化训练强化训练 1.(2020 甘肃甘南州)请根据下图所示的实物图,画出对应的电路图。 答案 如图所示 解析 由实物图知,电流从电源正极出发,经过开关S、电流表A2后分支,一 支路是经灯泡L1,另一支路是经灯泡L2与电流表A1,两支电流汇合后回到电 源负极。 2.(2020 广东东莞)根据电路图连接实物图。 答案 如图所示 解析 由电路图可知,两灯泡并联,开关S1位于干路,开关S2位于L2支路,从电 源的正极出发,依次连接L2、S2、S1回到电源的负极,然后把L1并联在L2和 S2两端。 3.(2020 广东深圳)为了探究“外形相同的电磁铁磁性的强弱跟线圈匝数的 关系”,某同学设计了如图所
9、示的电路。要求滑动变阻器的滑片P向A端移 动时,电路中的电流增大。请在图中用笔画线代替导线,将电路连接完整。 答案 如图所示 解析 探究“外形相同的电磁铁磁性的强弱跟线圈匝数的关系”时,滑动变 阻器与两个电磁铁串联接入电路中;滑动变阻器的滑片P向A端移动时,电 路中的电流增大,则滑动变阻器连入电路的电阻减小,则滑动变阻器接的是 A接线柱。 4.(2020 江苏苏州)如图,请把节能灯正确接入到家庭电路中。 答案 如图所示 解析 灯泡接法:火线先进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入 灯泡的螺旋套。 5.(2020 江苏常州)请以笔画线代替导线,将三线插座、开关控制的电灯接 入电路。 答案
10、 如图所示 解析 灯泡接法:开关要接在火线和灯之间,这样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。 6.(2020 江苏扬州)如图,只闭合开关S,风扇M工作;只闭合开关S1,灯泡和风 扇M都不工作;同时闭合开关S、S1,风扇M和灯泡都工作。请用笔画线代 替导线把电路连接完整。 答案 如图所示 解析 由题知,只闭合开关S,风扇能单独工作,灯和风扇为并联;若只闭合开 关S1,灯泡不亮,由此可知S1在灯泡所在支路上,S在干路上。 7.(2020 江苏连云港)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
11、小磁针静止时的N极。 答案 如图所示 解析 在磁体的周围,磁感线从磁体的N极发出回到S极,所以,根据螺线管周 围磁感线的方向可知,螺线管的左端为N极,右端为S极,由安培定则可知螺 线管中电流的方向由左端流入;根据异名磁极相互吸引、同名磁极相互排 斥可知,小磁针的左端为N极,右端为S极。 8.(2020 湖北随州)如图所示,开关闭合后,将滑片P向右滑动的过程中,螺线 管右侧的磁体所受的吸引力会变大。请将图中的滑动变阻器按要求连入 电路,并画出螺线管的绕法,标出磁感线的方向。 答案 如图所示 解析 由图可知,磁体的左端为N极,右端为S极;将滑片P向右滑动的过程中, 螺线管右侧的磁体所受的吸引力会变
12、大,根据异名磁极相互吸引可知,螺线 管的右端为S极、左端为N极;磁感线是从N极出来,回到S极的;吸引力变大, 表明螺线管的磁性变强,电路中的电流变大,根据欧姆定律可知,滑动变阻 器的电阻减小,所以应接右下方的接线柱;根据螺线管的极性和安培定则可 知,螺线管中电流的方向外侧是向上的。 9.(2020 贵州安顺)如图所示,条形磁铁静置于水平面,将两枚相同的小磁针 分别置于磁铁周围的A、B区域。请在图中两虚线框内画出小磁针静止时 的情形。(用“ ”表示小磁针,涂黑端表示N极)。 答案 如图所示 解析 由图可知,条形磁体的左端为N极,右端为S极;磁体外部的磁感线都是 从磁体的N极出来,回到S极,对于A区域来说,磁感线方向是向右的;对于B区 域来说,磁感线方向是向左的,且小磁针静止时N极所指的方向与磁感线的 方向相同。
