1.如图,根据条形磁体附近小磁针静止时的指向,标出该条形磁体的N、S极并画出通过A处的一条磁感线。

答案
1.
解析
【分析】要解决这个问题,需明确两个核心规律:一是小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向;二是磁体外部的磁感线总是从N极出发,回到S极。首先根据小磁针的指向判断条形磁体的N、S极,再依据磁感线的分布规律画出A处的磁感线。
【解析】1. 确定条形磁体的磁极:小磁针静止时N极朝右,说明小磁针所在位置的磁场方向向右,结合磁体外部磁感线从N极指向S极的规律,可判断条形磁体的右端为N极,左端为S极。2. 画A处的磁感线:磁体外部磁感线从N极出发回到S极,因此在A点处,画一条从条形磁体右端(N极)附近出发,向下经过A点,向左上方指向条形磁体左端(S极)的曲线,箭头方向指向S极。
【答案】
【知识点】磁极判断、磁感线特点
【点评】本题是基础磁学作图题,重点考查磁极判断和磁感线画法,需牢记小磁针指向与磁场方向、磁感线分布的对应关系,难度较低。
【难度系数】0.6
【解析】1. 确定条形磁体的磁极:小磁针静止时N极朝右,说明小磁针所在位置的磁场方向向右,结合磁体外部磁感线从N极指向S极的规律,可判断条形磁体的右端为N极,左端为S极。2. 画A处的磁感线:磁体外部磁感线从N极出发回到S极,因此在A点处,画一条从条形磁体右端(N极)附近出发,向下经过A点,向左上方指向条形磁体左端(S极)的曲线,箭头方向指向S极。
【答案】
【知识点】磁极判断、磁感线特点
【点评】本题是基础磁学作图题,重点考查磁极判断和磁感线画法,需牢记小磁针指向与磁场方向、磁感线分布的对应关系,难度较低。
【难度系数】0.6
2.图中小磁针静止在地球赤道正上方,请标出地理北极和小磁针的S极。

地球自转方向
地球自转方向
答案
2.
解析
【分析】要解决本题,需掌握地磁场的分布规律:地球的地磁南极位于地理北极附近,地磁北极位于地理南极附近;地球外部的磁感线方向是从地磁北极指向地磁南极,即指向地理北极方向。小磁针静止时,N极指向与磁感线切线方向一致,S极指向与N极相反。据此可确定地理北极和小磁针S极的位置。
【解析】1. 地理北极的判断:结合图中磁感线箭头指向(向上),地球外部磁感线指向地磁南极,对应地理北极,因此图的上方为地理北极。2. 小磁针S极的判断:赤道上方磁感线指向地理北极(向上),小磁针静止时N极沿磁感线方向(向上),故S极朝向地球一侧,即小磁针的下端,标注为S。
【答案】
【知识点】地磁场、磁感线、小磁针指向
【点评】本题考查地磁场的基础应用,核心是地理南北极与地磁南北极的对应关系,以及小磁针指向与磁感线方向的关联,属于基础题型。
【难度系数】0.5
【解析】1. 地理北极的判断:结合图中磁感线箭头指向(向上),地球外部磁感线指向地磁南极,对应地理北极,因此图的上方为地理北极。2. 小磁针S极的判断:赤道上方磁感线指向地理北极(向上),小磁针静止时N极沿磁感线方向(向上),故S极朝向地球一侧,即小磁针的下端,标注为S。
【答案】
【知识点】地磁场、磁感线、小磁针指向
【点评】本题考查地磁场的基础应用,核心是地理南北极与地磁南北极的对应关系,以及小磁针指向与磁感线方向的关联,属于基础题型。
【难度系数】0.5
3.如图所示,自由小磁针在通电螺线管上方静止。
请用箭头标出磁感线的方向和小磁针的N极。

请用箭头标出磁感线的方向和小磁针的N极。
答案
3.
解析
【分析】首先根据电源正负极确定电流在螺线管中的方向,再用安培定则判断螺线管的磁极;磁体外部磁感线从N极出发回到S极,小磁针静止时N极的指向与该点磁感线方向一致,据此标出磁感线方向和小磁针N极。
【解析】1. 电流方向:电源长线段为正极,短线段为负极,电流从螺线管左端流入、右端流出。2. 螺线管磁极:右手握住螺线管,四指顺着电流方向,大拇指指向螺线管右端,故螺线管右端为N极,左端为S极。3. 磁感线方向:磁体外部磁感线从N极指向S极,因此螺线管上下方的磁感线方向均为从右向左。4. 小磁针N极:小磁针静止时N极指向与磁感线方向相同,故小磁针N极朝左。
【答案】
【知识点】安培定则、磁感线、磁极判断
【点评】本题考查安培定则的应用及磁感线、小磁针磁极的关系,是电磁学基础题型,需掌握相关规律即可解答。
【难度系数】0.5
【解析】1. 电流方向:电源长线段为正极,短线段为负极,电流从螺线管左端流入、右端流出。2. 螺线管磁极:右手握住螺线管,四指顺着电流方向,大拇指指向螺线管右端,故螺线管右端为N极,左端为S极。3. 磁感线方向:磁体外部磁感线从N极指向S极,因此螺线管上下方的磁感线方向均为从右向左。4. 小磁针N极:小磁针静止时N极指向与磁感线方向相同,故小磁针N极朝左。
【答案】
【知识点】安培定则、磁感线、磁极判断
【点评】本题考查安培定则的应用及磁感线、小磁针磁极的关系,是电磁学基础题型,需掌握相关规律即可解答。
【难度系数】0.5
4.一款磁悬浮地球仪如图甲所示,其上方有一条形磁体(S极始终保持竖直向下),底座内有一电磁铁。当电磁铁通电后可实现地球仪的悬浮。图乙是其内部结构示意图,请在图乙中标出电磁铁下端的极性及电源右侧的极性。

答案
4.
解析
【分析】要使地球仪悬浮,电磁铁需与上方条形磁体相互排斥。已知条形磁体S极向下,根据同名磁极相互排斥,可确定电磁铁上端为S极,进而得出电磁铁下端的极性;再利用安培定则,结合螺线管的绕线方式,判断电源的极性。
【解析】1. 确定电磁铁下端极性:上方条形磁体S极向下,地球仪悬浮,说明电磁铁上端与条形磁体下端为同名磁极,即电磁铁上端是S极,因此电磁铁下端为N极。2. 判断电源右侧极性:根据安培定则,右手握住螺线管,大拇指指向电磁铁的N极(下端),四指弯曲方向为电流在螺线管中的流向,由此可知电流从电源右侧流出,故电源右侧为正极。
【答案】
【知识点】磁极间的相互作用、安培定则
【点评】本题结合磁悬浮地球仪的实际场景,考查磁极间的相互作用规律和安培定则的应用,需要学生将物理知识与实际现象结合,难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】1. 确定电磁铁下端极性:上方条形磁体S极向下,地球仪悬浮,说明电磁铁上端与条形磁体下端为同名磁极,即电磁铁上端是S极,因此电磁铁下端为N极。2. 判断电源右侧极性:根据安培定则,右手握住螺线管,大拇指指向电磁铁的N极(下端),四指弯曲方向为电流在螺线管中的流向,由此可知电流从电源右侧流出,故电源右侧为正极。
【答案】
【知识点】磁极间的相互作用、安培定则
【点评】本题结合磁悬浮地球仪的实际场景,考查磁极间的相互作用规律和安培定则的应用,需要学生将物理知识与实际现象结合,难度适中。
【难度系数】0.6
5. 如图所示,电路连接正确后,闭合开关S,A、B两个螺线管通电后小磁针C在如图位置静止,画出螺线管B的绕法,标出小磁针C的N极,电源的“+”“-”极。

答案
5.
解析
【分析】
要解决此题,需按以下步骤思考:
1. 确定电流方向:电流表遵循“+”进“-”出的接线规则,据此判断电流路径,进而确定电源的正负极。
2. 判断螺线管A的磁极:根据电流方向,用安培定则(右手螺旋定则)确定螺线管A的磁极。
3. 判断螺线管B的磁极:利用磁极间“异名磁极相吸”的规律,结合螺线管A的磁极,确定螺线管B的磁极。
4. 确定螺线管B的绕法:根据电流方向和螺线管B的磁极,用安培定则确定绕线方式。
5. 确定小磁针C的N极:根据磁场方向与小磁针N极指向的关系,确定小磁针C的N极。
【解析】
1. 电流方向判断:电流表“+”进“-”出,电流从电流表上端(+)流入、下端(-)流出,因此电流路径为:电源正极→开关S→螺线管B→螺线管A→电流表→电源负极,故电源右端为“+”极,左端为“-”极。
2. 螺线管A的磁极:电流从螺线管A左端流入、右端流出,用安培定则,右手握住螺线管A,四指沿电流环绕方向,大拇指指向右端,得螺线管A的右端为N极。
3. 螺线管B的磁极:螺线管A右端为N极,根据异名磁极相吸,可知螺线管B的左端为S极,右端为N极。
4. 螺线管B的绕法:电流从螺线管B右端流入、左端流出,用安培定则,右手握住螺线管B,大拇指指向右端(N极),四指环绕方向为电流方向,因此螺线管B的绕线为:从右端上方开始向左绕制,每圈向下,至左端下方引出。
5. 小磁针C的N极:螺线管A和B之间的磁场方向从A的N极指向B的S极,小磁针静止时N极指向与磁场方向一致,故小磁针C的N极指向左侧。
【答案】

【知识点】
安培定则、磁极间相互作用、电流方向判断
【点评】
本题综合考查电磁学中安培定则、磁极相互作用等基础知识点,需逐步分析电流、磁极、绕线及小磁针指向,是典型的电磁作图题,需熟练掌握相关规律。
【难度系数】
0.5
要解决此题,需按以下步骤思考:
1. 确定电流方向:电流表遵循“+”进“-”出的接线规则,据此判断电流路径,进而确定电源的正负极。
2. 判断螺线管A的磁极:根据电流方向,用安培定则(右手螺旋定则)确定螺线管A的磁极。
3. 判断螺线管B的磁极:利用磁极间“异名磁极相吸”的规律,结合螺线管A的磁极,确定螺线管B的磁极。
4. 确定螺线管B的绕法:根据电流方向和螺线管B的磁极,用安培定则确定绕线方式。
5. 确定小磁针C的N极:根据磁场方向与小磁针N极指向的关系,确定小磁针C的N极。
【解析】
1. 电流方向判断:电流表“+”进“-”出,电流从电流表上端(+)流入、下端(-)流出,因此电流路径为:电源正极→开关S→螺线管B→螺线管A→电流表→电源负极,故电源右端为“+”极,左端为“-”极。
2. 螺线管A的磁极:电流从螺线管A左端流入、右端流出,用安培定则,右手握住螺线管A,四指沿电流环绕方向,大拇指指向右端,得螺线管A的右端为N极。
3. 螺线管B的磁极:螺线管A右端为N极,根据异名磁极相吸,可知螺线管B的左端为S极,右端为N极。
4. 螺线管B的绕法:电流从螺线管B右端流入、左端流出,用安培定则,右手握住螺线管B,大拇指指向右端(N极),四指环绕方向为电流方向,因此螺线管B的绕线为:从右端上方开始向左绕制,每圈向下,至左端下方引出。
5. 小磁针C的N极:螺线管A和B之间的磁场方向从A的N极指向B的S极,小磁针静止时N极指向与磁场方向一致,故小磁针C的N极指向左侧。
【答案】
【知识点】
安培定则、磁极间相互作用、电流方向判断
【点评】
本题综合考查电磁学中安培定则、磁极相互作用等基础知识点,需逐步分析电流、磁极、绕线及小磁针指向,是典型的电磁作图题,需熟练掌握相关规律。
【难度系数】
0.5
6. 如图所示,请将螺线管、滑动变阻器接入电路中,使开关闭合后,螺线管与条形磁体相互排斥,滑动变阻器滑片P向右移动会使斥力变大。

答案
6.
解析
【分析】
要解决该电路连接问题,需按以下思路逐步推导:
1. 确定螺线管磁极:条形磁体右端为N极,根据“同名磁极相互排斥”,螺线管左端需为N极,才能与条形磁体排斥。
2. 判断电流方向:用安培定则,右手握住螺线管,大拇指指向N极(左端),四指弯曲方向为电流方向,因此电流需从螺线管右端流入、左端流出。
3. 确定滑动变阻器接线:滑片P向右移动时斥力变大,说明电路电流变大,滑动变阻器接入电阻需变小,因此滑动变阻器应接右下接线柱和上端接线柱,使滑片右移时接入电阻丝长度变短,电阻减小。
【解析】
1. 磁极判断:条形磁体左端为S极,右端为N极,要使螺线管与它排斥,螺线管左端应为N极,右端为S极。
2. 电流方向:根据安培定则,右手握住螺线管,大拇指指向左端(N极),四指方向对应电流方向,故电流从螺线管右端流入,左端流出。
3. 滑动变阻器连接:滑片右移时斥力变大→电流变大→电阻变小,因此滑动变阻器接入右下接线柱和上端接线柱,结合螺线管电流方向,最终电路连接为:电源正极→开关→螺线管右端→螺线管左端→滑动变阻器上端接线柱→滑动变阻器右下接线柱→电源负极,满足所有要求。
【答案】

【知识点】
磁极间的相互作用、安培定则、滑动变阻器的使用
【点评】
本题结合磁极间的相互作用、安培定则和滑动变阻器的使用,考查电路的逻辑连接,需逐步分析各部分要求,理清因果关系即可完成接线。
【难度系数】
0.5
要解决该电路连接问题,需按以下思路逐步推导:
1. 确定螺线管磁极:条形磁体右端为N极,根据“同名磁极相互排斥”,螺线管左端需为N极,才能与条形磁体排斥。
2. 判断电流方向:用安培定则,右手握住螺线管,大拇指指向N极(左端),四指弯曲方向为电流方向,因此电流需从螺线管右端流入、左端流出。
3. 确定滑动变阻器接线:滑片P向右移动时斥力变大,说明电路电流变大,滑动变阻器接入电阻需变小,因此滑动变阻器应接右下接线柱和上端接线柱,使滑片右移时接入电阻丝长度变短,电阻减小。
【解析】
1. 磁极判断:条形磁体左端为S极,右端为N极,要使螺线管与它排斥,螺线管左端应为N极,右端为S极。
2. 电流方向:根据安培定则,右手握住螺线管,大拇指指向左端(N极),四指方向对应电流方向,故电流从螺线管右端流入,左端流出。
3. 滑动变阻器连接:滑片右移时斥力变大→电流变大→电阻变小,因此滑动变阻器接入右下接线柱和上端接线柱,结合螺线管电流方向,最终电路连接为:电源正极→开关→螺线管右端→螺线管左端→滑动变阻器上端接线柱→滑动变阻器右下接线柱→电源负极,满足所有要求。
【答案】
【知识点】
磁极间的相互作用、安培定则、滑动变阻器的使用
【点评】
本题结合磁极间的相互作用、安培定则和滑动变阻器的使用,考查电路的逻辑连接,需逐步分析各部分要求,理清因果关系即可完成接线。
【难度系数】
0.5
7. 如图所示是某“汽车超载记录器”原理图,R为保护电阻,$R_x$为压敏电阻,其阻值随压力增大而减小。当汽车不超载时,指示灯发光;当汽车超载时,电磁铁的磁性增强,使汽车超载时电控相机自动照相,请补充电路。

答案
7.
解析
【分析】
该题是电磁继电器的实际应用问题,需结合压敏电阻的特性分析工作逻辑:当汽车不超载时,压敏电阻阻值较大,控制电路电流小,电磁铁磁性弱,衔铁保持在上方,需接通指示灯电路;当汽车超载时,压敏电阻阻值减小,控制电路电流增大,电磁铁磁性增强,衔铁被吸下,需接通电控相机电路。据此补充工作电路,实现对应功能。
【解析】
1. 明确电磁继电器的工作状态:
不超载时:衔铁在上方,静触点1接通,指示灯工作;
超载时:衔铁被吸下,静触点2接通,电控相机工作。
2. 补充工作电路:
将右侧电源的正极连接到衔铁的动触点,右侧电源的负极分别连接指示灯的右端和电控相机的右端;指示灯的左端连接静触点1,电控相机的左端连接静触点2,使电路满足上述工作逻辑。
【答案】

【知识点】
电磁继电器、压敏电阻、电路连接
【点评】
本题结合汽车超载记录器的实际场景,考查电磁继电器的应用,需理清控制电路与工作电路的关系,结合压敏电阻的阻值变化分析工作状态,属于中等难度的应用类题目。
【难度系数】
0.5
该题是电磁继电器的实际应用问题,需结合压敏电阻的特性分析工作逻辑:当汽车不超载时,压敏电阻阻值较大,控制电路电流小,电磁铁磁性弱,衔铁保持在上方,需接通指示灯电路;当汽车超载时,压敏电阻阻值减小,控制电路电流增大,电磁铁磁性增强,衔铁被吸下,需接通电控相机电路。据此补充工作电路,实现对应功能。
【解析】
1. 明确电磁继电器的工作状态:
不超载时:衔铁在上方,静触点1接通,指示灯工作;
超载时:衔铁被吸下,静触点2接通,电控相机工作。
2. 补充工作电路:
将右侧电源的正极连接到衔铁的动触点,右侧电源的负极分别连接指示灯的右端和电控相机的右端;指示灯的左端连接静触点1,电控相机的左端连接静触点2,使电路满足上述工作逻辑。
【答案】
【知识点】
电磁继电器、压敏电阻、电路连接
【点评】
本题结合汽车超载记录器的实际场景,考查电磁继电器的应用,需理清控制电路与工作电路的关系,结合压敏电阻的阻值变化分析工作状态,属于中等难度的应用类题目。
【难度系数】
0.5
8. (科学推理)刘大爷家大棚温度监控电路如图所示,棚内温度正常时温控开关处于断开状态,绿灯亮;棚内温度不正常时温控开关处于闭合状态,电磁铁(电阻不能忽略)通电工作,电铃响,红灯亮。刘大爷使用中发现电铃和红灯只要拆卸掉任意一个,另一个也“没有电”。在图中画几匝电磁铁的绕线并将绿灯、红灯、电铃接入电路。

答案
8.
解析
【分析】
要解决这个问题,需结合电磁继电器的工作原理和题目要求分析:首先,温控开关断开时,电磁铁无磁性,衔铁在上方,此时绿灯亮,说明绿灯应接入衔铁上方触点对应的工作电路;温控开关闭合时,电磁铁通电有磁性,衔铁被吸下,此时需要红灯和电铃同时工作,且题目提到“拆卸掉任意一个,另一个也没有电”,说明红灯与电铃是串联关系,因此它们应串联后接入衔铁下方触点对应的工作电路;同时需根据控制电路的电流方向,利用安培定则画出电磁铁的绕线。
【解析】
1. 连接控制电路:将电源、温控开关、电磁铁串联,当温控开关闭合时,控制电路接通,电磁铁获得电流;
2. 连接工作电路:
温控开关断开时,衔铁在上方,把绿灯接入电源与上方触点之间,形成通路,绿灯亮;
温控开关闭合时,衔铁被吸下,将红灯与电铃串联后接入电源与下方触点之间,形成通路,此时红灯亮、电铃响,且串联关系满足“拆卸任意一个,另一个也没电”的要求;
3. 画电磁铁绕线:根据控制电路电流方向(从电磁铁下端流入、上端流出),利用安培定则(右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指指向螺线管N极),确定绕线方式,画出几匝绕线即可。
【答案】

【知识点】
电磁继电器、电路连接、安培定则
【点评】
本题考查电磁继电器的实际应用,需结合其工作原理和题目给定的特殊要求(红灯与电铃串联)完成电路连接,重点考查对电磁继电器工作过程的理解和电路设计能力。
【难度系数】
0.5
要解决这个问题,需结合电磁继电器的工作原理和题目要求分析:首先,温控开关断开时,电磁铁无磁性,衔铁在上方,此时绿灯亮,说明绿灯应接入衔铁上方触点对应的工作电路;温控开关闭合时,电磁铁通电有磁性,衔铁被吸下,此时需要红灯和电铃同时工作,且题目提到“拆卸掉任意一个,另一个也没有电”,说明红灯与电铃是串联关系,因此它们应串联后接入衔铁下方触点对应的工作电路;同时需根据控制电路的电流方向,利用安培定则画出电磁铁的绕线。
【解析】
1. 连接控制电路:将电源、温控开关、电磁铁串联,当温控开关闭合时,控制电路接通,电磁铁获得电流;
2. 连接工作电路:
温控开关断开时,衔铁在上方,把绿灯接入电源与上方触点之间,形成通路,绿灯亮;
温控开关闭合时,衔铁被吸下,将红灯与电铃串联后接入电源与下方触点之间,形成通路,此时红灯亮、电铃响,且串联关系满足“拆卸任意一个,另一个也没电”的要求;
3. 画电磁铁绕线:根据控制电路电流方向(从电磁铁下端流入、上端流出),利用安培定则(右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指指向螺线管N极),确定绕线方式,画出几匝绕线即可。
【答案】
【知识点】
电磁继电器、电路连接、安培定则
【点评】
本题考查电磁继电器的实际应用,需结合其工作原理和题目给定的特殊要求(红灯与电铃串联)完成电路连接,重点考查对电磁继电器工作过程的理解和电路设计能力。
【难度系数】
0.5
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