Вправа № 9
1. Магнітну стрілку розташували біля штабового магніту (рис. 1). Який полюс магніту є південним, а який — північним?
Зліва розташований південний полюс ($S$), а справа — північний полюс ($N$) штабового магніту.
2. Які з наведених тверджень правильні? а) Магніт може мати лише один полюс. б) Магнітне поле існує навколо провідника зі струмом. в) Однойменні полюси магнітів притягуються.
Правильним є твердження б) магнітне поле існує навколо провідника зі струмом.
3. Сталеву спицю намагнітили та розділили кусачками спочатку на 2, а потім на 4 частини (рис. 2). Яку властивість магнітів демонструє цей дослід?
Цей дослід демонструє властивість, за якої неможливо створити магніт тільки з одним полюсом, оскільки кожна відокремлена частина стає повноцінним магнітом із двома полюсами ($N$ і $S$).
4. Різнойменні полюси двох магнітів із нікелю розташовані навпроти один одного. Як будуть взаємодіяти ці магніти за кімнатної температури? Як зміниться сила їхньої взаємодії в разі нагрівання магнітів до $450\text{ }^\circ\text{C}$?
За кімнатної температури різнойменні полюси магнітів будуть притягуватися, а в разі нагрівання до $450\text{ }^\circ\text{C}$ вони перестануть взаємодіяти, оскільки ця температура перевищує точку Кюрі для нікелю ($354\text{ }^\circ\text{C}$), за якої його магнітні властивості повністю зникають.
5. Чи існує магнітне поле навколо блискавки? Відповідь обґрунтуйте.
Так, навколо блискавки існує магнітне поле, оскільки блискавка являє собою потужний електричний розряд, тобто напрямлений рух заряджених частинок (електричний струм), а навколо будь-якого рухомого заряду або провідника зі струмом завжди виникає магнітне поле.
6. Уявіть, що вам необхідно зробити отвір у стіні в такому місці, щоб не пошкодити проводи електромережі й не отримати ураження струмом. Візуально визначити місце розташування проводів неможливо. Запропонуйте принцип роботи пристрою, який може допомогти розв’язати проблему.
Пристрій має працювати на основі виявлення магнітного поля, яке виникає навколо провідника під час проходження ним електричного струму. Датчик приладу реагує на змінне магнітне поле або наведену ним електрорушійну силу та сповіщає про наявність прихованої проводки світловим чи звуковим сигналом.
7. Дізнайтесь історію відкриття Г. Ерстеда. Які дослідження він провів? Які результати одержав?
У лютому 1820 року данський фізик Ганс Крістіан Ерстед під час лекційного досліду помітив, що магнітна стрілка, розташована біля провідника, відхиляється від напрямку «північ — південь» і встановлюється перпендикулярно до провідника в момент замикання електричного кола. Вчений провів серію експериментів із провідниками з різних матеріалів, змінюючи напрямок струму та положення стрілки, і встановив, що орієнтація магнітної стрілки залежить від напрямку струму. Результатом його досліджень стало експериментальне доведення того, що електричний струм створює магнітне поле, що поклало початок вивченню електромагнетизму.
Експериментальне завдання
Візьміть кілька голок із нитками. Складіть нитки в один пучок і повільно піднесіть знизу до голок постійний магніт. Поясніть спостережуване явище (рис. 3).
Під дією магнітного поля постійного магніту сталеві голки намагнічуються та стають тимчасовими магнітами. Оскільки нижні кінці голок притягуються до одного з полюсів магніту, їхні верхні вільні кінці отримують однойменні магнітні полюси, через що відштовхуються один від одного, утворюючи конусоподібне віяло.