江苏省仪征市月塘中学2019年九年级物理第十六章 第2节《电流的磁效应》作图专题

第十六章第2节 《电流的磁效应》作图专题
一、通电螺线管专题
如图是未画出绕线的通电螺线管，螺线管旁边有一个小磁针，其稳定指向如图所示，请画出螺线管的绕线方法．



根据图中螺线管旁小磁针静止的位置，画出螺线管的绕法．





请正确画出图中通电螺线管上导线的绕法，并标出通电螺线管的N、S极。

如图中两个通电螺线管相互吸引，画出这两个螺线管的绕法．

请正确画出图中通电螺线管上导线的绕法，并标出通电螺线管的N、S极．




小磁针在通电螺线管产生的磁场中静止时，指向如图所示．请将电源符号填人虚线框内并画出该通电螺线管导线的绕法．O1O2，并画出光路图．



请画出图螺线管的绕法。






图中电流表A连接正确（图上“+”、“-”是它的接线柱），螺线管通电后，能使小磁针在图示位置稳定，请画出螺线管的绕法．


如图所示，通电螺线管的一条磁感线的方向如图所示，请画出螺线管的绕法，标出小磁针静止时的N极．


根据所给条件画出通电螺线管的绕法





请在图中画出通电螺线管的绕法，并标出其电流的方向．



放在通电螺线管附近的小磁针静止时所指的方向如图所示，请标出通电螺线管的N极和S极，并画出螺线管的绕法，用箭头标出通电螺线管导线中的电流方向．





如图中两个螺线管通电后互相排斥，而且电流表的连接正确。请在图中画出螺线管B的绕法。


画出下列通电螺线管上导线的绕法．

根据如图所示的小磁针指向，画出通电螺线管的导线绕法．

根据小磁针的指向标出通电螺线管的极性，并用笔画线代替导线画出绕法．






二、电磁继电器专题
连接如图所示的电磁继电器的控制电路和受控电路，使得闭合开关S后，电铃工作，并请标出电磁铁的N极。

如图是电加热恒温箱的原理图。控制电路由电源U1、电磁继电器、调温电阻R2和热敏电阻R1组成，其中热敏电阻R1随温度升高阻值减小，工作电路由U2和加热器R0组成，请按照题意用笔画线代替导线将图中的控制电路和工作电路连接完整。

如图甲，是一种双向双动式和面机。和面机工作时，搅拌器可以正反搅拌。小明利用如图乙所示电磁继电器控制搅拌器的正反转，请将工作电路连接完整。


某同学想利用电磁继电器制成一个温度自动报警器，实现对温控箱内的温度监控。用如图所示带金属触丝的水银温度计和电磁继电器组装成自动报警器，正常情况下绿灯亮，当温控箱内温度升高到一定温度时。红灯亮（绿灯熄灭）。
（1）请按此要求连接电路（红、绿灯的额定电压相同）。
（2）写出温度自动报警器的工作原理。

如图是电磁继电器自动报警装置，双金属片在受热膨胀时自动接通电路．要求做到起火后能通过电铃报警，请将电路连接起来．

如图乙所示是直流电铃的原理图。衔铁B与弹簧片A相连，接通电源后电磁铁吸引衔铁，敲击铃碗发声，但同时衔铁与螺钉分离…弄懂原理后，请你在图甲的继电器上连接几条导线，它就成了一个电铃．这样的电铃没有铃碗，通常叫蜂鸣器．




如图是家庭电路中空气开关的原理图，其中P为电磁铁，Q为衔铁，S是一个弹簧拉动的开关．当电路中由于用电器总功率过大或______ 等原因导致电流过大时，电磁铁P的磁性，会把______ 吸引过来，使衔铁转动，闸刀在弹力的作用下自动开启，切断电路，起到保险作用．

某校开展物理课外科技活动，其内容是设计制作一个电铃．
小华同学选择了如下器材：①蹄形电磁铁、②弹簧片、③衔铁、④螺钉、⑤小锤、⑥铃、⑦电源、⑧开关和若干导线（如图）．
（1）请你用笔画线代替导线将电路连接好，使开关闭合后电铃能不断发声；
（2）小华同学发现电铃铃声很小，经检查是由于电磁铁的磁性不强所致．请你提出解决这一问题的两条具体措施．







答案和解析
一、通电螺线管专题
1.【答案】解：由磁场方向规定可知，小磁针静止时N极所指的方向为磁场方向，故螺线管的右侧为S极，左侧为N极，由安培定则可知螺线管的绕向．
故答案如图：
【解析】

由小磁针的N极指向可得出电磁铁的极性，由安培定则即可得出螺线管的绕线的方法．
小磁针静止时N极所指的方向为磁感线的方向，由磁感线的形状可判出电磁铁的磁极．
2.【答案】解：在图中，可以利用小磁针的N、S极确定了电磁铁的左端为S极，右端为N极；
根据电源的正、负极可以确定电流是从电磁铁的左端流入右端流出．
根据电流方向和电磁铁的N、S极，利用安培定则即可确定电磁铁的绕向．
故答案为：

【解析】

由磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的右端应为S极，再由右手螺旋定则得出线圈的绕法．
本题考查了磁极间的相互作用规律和右手螺旋定则的作用．利用右手螺旋定则既可由电流的方向判定磁极磁性，也能由磁极极性判断电流的方向和线圈的绕法．
3.【答案】
【解析】
【分析】
根据小磁针的N极指向，确定螺线管的N、S极；
利用螺线管的N、S极和螺线管中电流的方向，结合右手螺旋定则从而可以确定螺线管的绕向。
从小磁针的N、S极入手，利用磁极间作用规律，可以知道螺线管的N、S极；根据右手螺旋定则进一步确定螺线管的绕向。
【解答】
小磁针静止在图示的位置，所以与小磁针N极靠近的是螺线管的S极，由此可知：螺线管的右端为S极，左端为N极；
根据电源的正负极，可以确定螺线管中的电流是从螺线管的左端流入，右端流出．再结合螺线管的N、S极，利用右手螺旋定则可以确定螺线管的绕向如图所示：
。
故答案为：
。
4.【答案】解：要使两磁铁相互吸引，则两磁铁应为异名磁极相对，即两磁铁的N极应都在各自的同一侧．如：N极都在右侧，或N极都在左侧．
故答案为：
【解析】

由两电磁铁相互关系可知两螺线管中磁极应同向，即绕向一致即可．
本接法为右端为N极，如果让左端为N极线圈应如何绕？
5.【答案】解：小磁针静止时N极所指示的方向--向右，为该点磁场的方向．在磁体外部，磁感线从N极指向S极，所以螺线管的左端为N极，右端为S极．
根据安培定则，伸出右手使大拇指指向通电螺线管的N极，即螺线管的右端，则四指弯曲的方向为电流的方向，答案如图所示：
【解析】

根据小磁针的指向判断出通电螺线管磁场的方向及磁极．根据安培定则再判断螺线管的绕线方法．
利用安培螺旋定则既可由电流的方向判定磁极磁性，也能由磁极极性判断电流的方向和线圈的绕法．本题也可以利用磁极间的相互作用规律来帮助理解通电螺线管磁极的判断．
6.【答案】
【解析】
【分析】
①根据小磁针的指向结合磁极间的相互作用判断通电螺线管的磁极；
②根据电流表的接法判断电源的正负极即符号；
③根据右手定则，结合电流的方向和通电螺线管的磁极画出导线的绕法。
本题考查了磁极间的相互作用规律和右手螺旋定则的作用．利用右手螺旋定则既可由电流的方向判定磁极磁性，也能由磁极极性判断电流的方向和线圈的绕法．要注意由右手螺旋定则理解电流、绕向及磁极的关系。
【解答】
①根据小磁针的指向结合磁极间的相互作用可知，通电螺线管的右端为S极，左端为N极。?
②根据电流表的接法：电流从电流表的正接线柱流入，可知电源的左端为正极，电源符号如下图所示。
③由②可知，电流由螺线管的左端流入，并且螺线管的左端为N极，根据右手定则，伸出右手使大拇指指示螺线管的左端，则四指弯曲的方向为电流的方向，据此画出正确的绕线。故答案为：?


7.【答案】解：小磁针N极指向左，S极指向右，因同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，所以螺线管右侧为S极，其左侧为N极；由右手螺旋定则可知螺线管的绕向。如下图所示：

【解析】

根据磁极间的相互作用规律可以判断出通电螺线管的N、S极，再由安培定则可以判断出螺线管的绕法。
安培定则共涉及三个方向：电流方向、磁场方向、线圈绕向，告诉其中的两个可以确定第三个。
8.【答案】解：小磁针N极向右，因小磁针静止时，N极方向沿磁感线的方向，故螺线管右侧为N极，左侧为S极，由电流表的“+”、“-”接线柱可知，电源的右端为正极，由安培定则可知电流应从螺线管的右后方流入，故极性及导线的绕向如图：

【解析】

由小磁针的指向可得出电磁铁的极性，由电流表的“+”、“-”接线柱可知电源的正负极，由安培定则和电源的正负极可得螺线管的绕法．
安培定则重点在于弄清电流的流向，即明确手应如何放置，还要明确磁场方向的规定：小磁针静止时N极指向的方向为该点磁场方向，即磁感线的方向．
9.【答案】解：（1）根据磁感线方向可判断螺线管的左端是N极，右端是S极
根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知小磁针左端为N极．
（2）用右手握住螺线管，大拇指指向N极，四指就是电流方向，可以判断电流从螺线管的左端流入．
如图所示．

【解析】

（1）根据磁感线方向可确定螺线管的NS极，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，判断小磁针的磁极．
（2）根据安培定则绕出螺线管的绕法．
知道螺线管的电流方向、磁极、小磁针的磁极、磁感线中的任意一者，都可以根据磁极间的作用和安培定则判断另外几者．
10.【答案】解：
由图知，小磁针静止时右端为S极，左端为N极；
因为同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，所以螺线管的左端为S极，右端为N极；
由图知，电流从螺线管的右端流入，根据安培定则，使右手的大拇指指向螺线管的N极即螺线管的右端，则四指沿着电流的方向去握住该螺线管，则可判断出电流从螺线管正面流下来、从背面流上去，据此画出绕线。如图所示：

【解析】

根据小磁针的指向判断出通电螺线管磁场的方向及磁极。根据电流的方向和安培定则再确定螺线管的绕线方法。
本题考查了磁极间的作用规律、右手螺旋定则的应用，螺线管有两种绕法，注意区分。
11.【答案】解：先假设电流从电磁铁的左端流入，右端流出，结合电磁铁的NS极，利用安培定则可以确定螺线管的绕向．
答案如下图所示：

【解析】

图中只告诉了电磁铁的NS极，让画出线圈的绕向，可以先加到电流方向，利用假定的电流方向和磁场方向利用确定绕向．
安培定则中涉及三个方向：电流方向、磁场方向、线圈绕向，需要知道其中两个来确定第三个．在此题中只告诉了电磁铁的NS极，让画线圈绕向，可以先假定电流方向在画出绕向．
若假定电流从右端流入左端流出，则其绕向将会发生变化．
12.【答案】解：小磁针的左端为N极，右端为S极，
根据异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，
所以通电螺线管左端为S极，右端为N极；
而电源左端为正极，则由安培定则可知螺线管的绕向如图所示：

【解析】

首先根据磁极间的相互作用规律和小磁针的NS极，判断出通电螺线管磁场的NS极，再根据安培定则判断出螺线管的绕线方法．
本题考查了磁极间的相互作用规律和安培定则的使用．利用右手螺旋定则既可由电流的方向判定磁极磁性，也能由磁极极性判断电流的方向和线圈的绕法．
13.【答案】解：由于电流表的连接正确，根据电流表的使用规则，可以确定电流从左边螺线管的右端流入，即电源的右端为正极。再结合左边螺线管的绕向，根据安培定则可知，该螺线管的右端为N极。
由于要使两个螺线管相互排斥，所以右边螺线管的左端也为N极。电流从右边螺线管的右端流入，左端流出。
根据安培定则可以确定右端螺线管的具体绕法如下图所示：

【解析】

通过电流表的正负接线柱，确定了电流方向，然后利用线圈的绕向和电流方向，结合安培定则，确定螺线管A的右端的极性。
根据题目的要求两个螺线管相斥，确定螺线管B的左端的极性。再利用安培定则根据电流方向和螺线管的磁极来确定螺线管的绕向。
此题反复考查了安培定则。在安培定则中，涉及三个方向：①电流方向；②线圈绕向；③磁场方向。告诉其中的两个方向，让确定第三个方向。首先利用电流方向和线圈的绕向，确定了螺线管A的磁场方向；然后再利用螺线管B的磁场方向和电流方向又判定了螺线管B的绕向。
14.【答案】解：（1）小磁针静止时N极所指示的方向--向左，为该点磁场的方向．在磁体外部，磁感线从N极指向S极，所以螺线管的右端为N极，左端为S极．
根据安培定则，伸出右手使大拇指指向通电螺线管的N极，即螺线管的右端，则四指弯曲的方向为电流的方向，答案如图所示：

（2）对于该蹄形螺线管来说，电流从左端流入，且其左半边的上面是N极，故能判断此时线圈的第一匝应在外边，故据此画出线圈的绕发即可．见下图

【解析】

（1）根据小磁针的指向判断出通电螺线管磁场的方向及磁极．根据安培定则再判断螺线管的绕线方法．
（2）据电流的方向和该螺线管的NS极，据安培定则能判断出该螺线管的绕法．
利用安培定则既可由电流的方向判定磁极磁性，也能由磁极极性判断电流的方向和线圈的绕法．本题也可以利用磁极间的相互作用规律来帮助理解通电螺线管磁极的判断．
15.【答案】解：小磁针N极接近螺线管，因异名磁极相互吸引，则螺线管右侧为S极，左侧为N极；
电源右侧为正极，则由右手螺旋定则可知螺线管的绕向如图：
【解析】

由磁极间的相互作用可知螺线管的磁极，则由右手螺旋定则可知螺线管的绕法．
本题考查了磁极间的相互作用规律和右手螺旋定则：用右手握住螺线管，四指指向电流方向，则大拇指指的方向是通电螺线管的N极．
16.【答案】解：小磁针静止在图示的位置，所以与小磁针N极靠近的是螺线管的S极，由此可知：左边螺线管的右端为S极，左端为N极；右边螺线管的左端为S极，右端为N极．答案见下图．
根据电源的正负极，可以确定两个螺线管中电流的都是从螺线管的右端流入，左端流出．再结合螺线管的N、S极，利用右手螺旋定则可以确定两个螺线管的绕向如图所示．

【解析】

根据小磁针的N极指向，确定螺线管的N、S极．
利用螺线管的N、S极和螺线管中电流的方向，结合右手螺旋定则从而可以确定螺线管的绕向．
从小磁针的N、S极入手，利用磁极间作用规律，可以知道螺线管的N、S极；根据右手螺旋定则进一步确定螺线管的绕向．

二、电磁继电器专题
17.【答案】解：（1）电磁继电器的电路可分为控制电路和工作电路两部分，当控制电路接通时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，动触点和静触点接触，工作电路接通，电铃响；当控制电路断开时，电磁铁无磁性时，衔铁在弹簧的作用下被拉起，工作电路断开，电路图如下图所示：
（2）根据安培定则可知，通电螺线管的上端是N极，下端是S极，如下图所示：

【解析】

（1）电磁继电器中最主要的部分就是电磁铁，它是靠电磁铁的原理来工作的。电磁继电器的电路可分为控制电路和工作电路两部分，当控制电路接通时，电磁铁有磁性，吸引衔铁；当电磁铁无磁性时，衔铁在弹簧的作用下被拉起；
（2）根据安培定则可判断通电螺线管的N、S极。
此题考查了电磁继电器的工作原理的电路图和安培定则的应用，体现了物理与生活的联系。
18.【答案】解：由题意可知，控制电路由电源U1、电磁继电器、滑动变阻器R2和热敏电阻R1串联而成；工作电路由电源U2和加热器R0串联连接。又因为在恒温箱内的温度升高到一定温度时，热敏电阻的阻值减小到一定程度，衔铁被吸下来时，工作电路断开，由此可以确定工作电路的连接方式如下图所示。

【解析】

根据控制电路由电源U1、电磁继电器、调温电阻R2和热敏电阻R1组成；工作电路由电源U2和加热器R0组成。已知热敏电阻R1随温度升高阻值减小，控制电路中的电流增大。电磁铁的磁性增强，衔铁被吸下来，此时的加热电阻不再工作，结合动触点O的移动，由此可以确定工作电路的连接情况。
此题主要考查的是学生对电磁继电器工作原理的理解和掌握，热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小是解决此题的关键，也是此题的核心。
19.【答案】解：只要电磁铁中通过电流，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）接触，下面的电源被连入电路；当改变电磁铁中电流的方向，电磁铁的极性改变，衔铁在弹簧的作用返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）接触，上面的电源被接入电路。如图所示：。
【解析】

电磁继电器一般由电磁铁、衔铁、触点簧片等组成的，只要电磁铁中通过电流，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）接触，下面的电源被连入电路；当改变电磁铁中电流的方向，电磁铁的极性改变，衔铁在弹簧的作用返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）接触，上面的电源被接入电路。
本题考查了电磁铁在电磁继电器上的应用，在解答此类题目时，明确电磁继电器实质，它要接在两个电路中，才能知道从何处连接电路。
20.【答案】解：（1）控制电源与线圈温控器应串联，由温控器控制线圈中的电流；上端开关应与绿灯接触，下端接线柱与红灯相连，电路图如下：

（2）当在正常工作的温度范围内时，水银与金属丝断开，电磁铁断电没有磁性，绿灯所在电路接通，绿灯亮；
当温度升高，水银达到金属丝下端时，水银是导体，电磁铁通电有磁性，把衔铁吸引下来，红灯所在电路接通，红灯亮，发出报警信号。
【解析】

（1）电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的，只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合；
（2）当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合，这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。
解决此类问题要结合电磁继电器的工作原理进行分析，重点从“有磁性哪个工作，无磁性哪个工作”上入手。
21.【答案】解：起火后，双金属片在受热膨胀时自动接通电路，使控制电路接通后，电磁铁有了磁性，吸引衔铁，带动工作电路中的动静触点接通，工作电路接通，导致电铃响而报警．
故连接电路如下：

【解析】

电磁继电器要连接在两个电路中，其中一个是低压控制电路，另一个是高压工作电路．它是一个由低压控制电路的通断来控制高压工作电路通断的间接开关．
明确电磁继电器实质，它要接在两个电路中，才能知道从何处连接电路．
22.【答案】
【解析】
【分析】
电磁铁有电流通过时，有磁性会吸引衔铁，铁锤敲击铃碗；没有电流通过时，电磁铁无磁性，不会吸引磁铁，衔铁被弹簧片拉起，此时控制电路应该断开，据此分析。
通过读图明确电磁继电器的工作原理与工作过程，能够读懂电铃的工作过程，从而可以正确连接蜂鸣器的原理图。
【解答】
闭合开关，电磁铁中有电流，吸引衔铁，弹簧向下振动，螺钉与弹簧片断开，电磁铁中没有磁性，弹簧片恢复原状，使电路再次接通，弹簧不断的振动，这便是蜂鸣器，如图所示：
23.【答案】短路；衔铁
【解析】
解：因为家庭电流中电流过大的原因有：短路或总功率过大．因此无论什么原因导致电流过大时，电磁铁的磁性都会增强，则吸引衔铁的力变大，使衔铁转动，闸刀S在弹力的作用下自动开启，切断电路，起到保险作用．
故答案为：短路；衔铁．
（1）家庭电路中电流过大的原因有：一是短路；二是用电器总功率过大；
（2）电磁铁的磁性跟电流大小、线圈的匝数、有无铁芯有关．有铁芯时，电流越大，线圈匝数越多，磁性越强．当线圈匝数不变，铁芯不变时，电磁铁中电流增大到一定值时，磁性增强能把衔铁Q吸引过来，闸刀开关被弹簧拉起，电路断开，起到保护作用．
本题考查了家庭电路中电流过大的原因以及电流的大小可以影响电磁铁的磁性强弱，更重要的是要学会读图分析电磁继电器的工作过程．
24.【答案】解：（1）闭合开关，电磁铁中有电流，吸引衔铁，小球敲打电铃，螺钉与弹簧片断开，电磁铁中没有磁性，弹簧片恢复原状，使电路再次接通．小球间断的敲打电铃．
（2）增强电磁铁磁性的方法：增大电源电压，增大电流来增强磁场；增大线圈的匝数．
故答案为：（1）如图．
（2）增加线圈匝数，增大电源电压．






【解析】

电磁铁的磁性强弱的影响因素：电流的大小，匝数的多少，有无铁芯．电流越小，匝数越少，没有铁芯磁性越弱．
（1）掌握通电螺线管磁性强弱的影响因素，如何增强磁性和减弱磁性．
（2）掌握电铃的工作原理．

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