2.10. Магнитное поле постоянного магнита. Взаимодействие постоянных магнитов

Теоретическая справка

Постоянные магниты – это тела, длительное время сохраняющие состояние намагниченности.

Области магнита, где обнаруживается самое сильное магнитное взаимодействие, называется полюсами магнита. У магнита два полюса: северный (N) и южный (S). Одноименные полюса магнита – отталкиваются, разноименные полюса магнита– притягиваются. Разделить полюса магнита нельзя, т.е. если разделить магнит пополам, то у каждой части вновь будет два полюса.

Основное свойство магнитов: притягивать тела из железа или его сплавов (например, стали). При этом само железо, помещенное в магнитное поле, намагничивается. В частности, железные опилки, помещенные в магнитное поле намагничиваются и ведут себя как маленькие магнитные стрелки. Это можно использовать для исследования магнитного поля. Железные опилки, помещенные в магнитное поле располагаются вдоль линий. Эти линии называются линиями магнитного поля.

Важно! Вне магнита магнитные линии выходят из северного полюса и входят в южный полюс, т.е. направлены «от севера к югу».

Существование магнитного поля у постоянных магнитов объясняется гипотезой, которую выдвинул Ампер: внутри молекул, из которых состоит магнит, циркулируют элементарные электрические токи. Если эти токи ориентированы определенным образом, то их действия складываются и тело проявляет магнитные свойства. Если эти токи расположены беспорядочно, то их действие взаимно компенсируется и тело не проявляет магнитных свойств.

Решение заданий Открытого банка заданий ФИПИ

1. На рисунке показано, как установилась магнитная стрелка между полюсами двух одинаковых магнитов. Укажите полюса магнитов, обращённые к стрелке.

1) 1 – северный полюс; 2 – южный
2) 1 – южный полюс; 2 – северный
3) и 1, и 2 – северные полюса
4) и 1, и 2 – южные полюса

2. Какой(-ие) из перечисленных материалов не может(-гут) использоваться для изготовления корпуса компаса: алюминий, пластмасса, железо? Ответ поясните.

3. На рисунках показано, как установились магнитные стрелки, находящиеся возле полюсов двух магнитов. Укажите полюса магнитов, обращенные к стрелкам.

1) 1 – северный полюс; 2 – южный
2) 1 – южный полюс; 2 – северный
3) и 1, и 2 – северные полюса
4) и 1, и 2 – южные полюса

4. На рисунке показано, как установились магнитные стрелки, находящиеся рядом с магнитом. Укажите полюса стрелок, обращённые к магниту.

1) 1 – северный полюс; 2 – южный
2) 1 – южный полюс; 2 – северный
3) и 1, и 2 – северные полюса
4) и 1, и 2 – южные полюса

5. Стальной полосовой магнит ломают пополам. Каким магнитным полюсам будут соответствовать концы А и В на месте излома магнита?

1) А – северному; В – южному
2) А – южному; В – северному
3) А и В – северному магнитному полюсу
4) А и В – южному магнитному полюсу

6. Конец магнитной стрелки притянулся к одному из концов стального стержня. Можно ли сделать вывод о  том, что изначально стержень был намагничен? Ответ поясните.

7. Правильно ли с точки зрения физики утверждение о том, что северный полюс магнитной стрелки указывает на Северный географический полюс Земли?  Ответ поясните.

8. Изменится ли, и если изменится, то как намагниченность предварительно намагниченного стального стержня при его механическом встряхивании в отсутствие внешнего магнитного поля? Ответ поясните.

9. Когда железный стержень приблизили к компасу, стрелка компаса отклонилась. Означает ли это, что стержень предварительно был намагничен? Ответ поясните.

10. На горизонтальной поверхности вокруг постоянного полосового магнита расположены магнитные стрелки  (см. рисунок). Для какой из стрелок (1 — 4) её расположение не соответствует взаимодействию с постоянным магнитом?

11. На рисунках изображены постоянные магниты с указанием линий магнитной индукции полей, создаваемых ими, и магнитные стрелки. На каком из рисунков правильно изображено положение магнитной стрелки в магнитном поле постоянного магнита?

12. Для каждого примера проявления различных физических явлений из первого столбца подберите соответствующее название физического явления из второго столбца.

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ПРИМЕРЫ	ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
А) притяжение волос к пластмассовой расческе в процессе расчесывания Б) притяжение железных опилок к стрелке компаса В) накопление электрического заряда на молниеотводе во время грозы	1) электризация тела при трении 2) электризация тела через влияние 3) намагничивание вещества в магнитном поле постоянного магнита 4) взаимодействие постоянного магнита с магнитным полем Земли 5) действие магнитного поля на проводник с током

13. Стальную иглу расположили между полюсами магнита. Через некоторое время игла намагнитилась.

Каким полюсам будут соответствовать точки 1 и 2?

1) 1 – северный полюс; 2 – южный
2) 1 – южный полюс; 2 – северный
3) и 1, и 2 – северные полюса
4) и 1, и 2 – южные полюса

14. Какой набор приборов и материалов необходимо использовать, чтобы экспериментально показать наличие двух разных полюсов у магнита?

1) два полосовых магнита, подвешенных на нитях
2) магнитная стрелка и прямолинейный проводник, подключённый к источнику постоянного тока
3) проволочная катушка, подключённая к миллиамперметру, полосовой магнит
4) полосовой магнит, лист бумаги и железные опилки

15. На рисунке представлена картина линий магнитного поля от двух полосовых магнитов, полученная с помощью магнитной стрелки и железных опилок. Каким полюсам полосовых магнитов соответствуют области 1 и 2?

1) 1 – северный полюс; 2 – южный
2) 1 – южный полюс; 2 – северный
3) и 1, и 2 – северные полюса
4) и 1, и 2 – южные полюса

16. Ученик получил фотографии, на которых изображены картины линий магнитного поля, полученные от немаркированных полосовых магнитов с помощью железных опилок.

Фотография 1.	Фотография 2.

Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам анализа полученных фотографий. Укажите их номера.

1) Магниты 1 и 2 на фотографии 1 приближены друг к другу разноименными полюсами.
2) Взаимодействие магнитов с железными опилками наиболее сильное у полюсов магнитов.
3) Магниты 3 и 2 на фотографии 2 приближены друг к другу одноименными южными полюсами.
4) Магнитное действие магнитов зависит от материала, из которого изготовлен магнит.
5) Магнитное взаимодействие магнитов зависит от свойств среды.

17. Из какого материала могут быть изготовлены мелкие предметы, чтобы они притянулись к магниту?

А. Эбонит
Б. Железо

1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б

18. Прочитайте текст и вставьте на места пропусков слова из приведённого списка.

От двух полосовых магнитов, размещённых на поверхности деревянного стола, при помощи железных опилок получена картина линий магнитного поля (см. рисунок, вид сверху). В плоскости магнитов  размещена также маленькая магнитная стрелка на подставке.

Картина магнитных линий соответствует (А)__________ полосовых магнитов. Следовательно, полюсы 1 и 2 магнитов являются (Б)__________. Так как магнитная стрелка своим (В)__________ полюсом притянулась к полюсу 2, то он является (Г)__________ полюсом указанного магнита.

Список слов:

1) притяжение
2) отталкивание
3) отрицательный
4) положительный
5) одноимённый
6) разноимённые 
7) северный
8) южный

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

19. Вектор магнитной индукции магнитного поля полосового магнита направлен вправо в точках

1) 1 и 4
2) 2 и 3
3) 1 и 3
4) 2 и 4

20. Стальную пластину расположили между полюсами магнита. Через некоторое время пластина намагнитилась. Какие точки соответствуют полюсам намагниченной пластины?

1) 1 – северному полюсу, 3 – южному
2) 3 – северному полюсу, 1 – южному
3) 2 – северному полюсу, 4 – южному
4) 4 – северному полюсу, 2 – южному

Скачать файл с заданиями открытого банка ФИПИ Магнитное поле постоянного магнита. Взаимодействие постоянных магнитов (Одна Загрузка )