Номер 3, страница 139 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Громцева

11.1. Взаимодействие постоянных магнитов. 11. Электромагнетизм - номер 3, страница 139.

Решение.

Решение 2.

Как изготовить электромагнит?

Электромагнит — это устройство, которое создаёт магнитное поле только при прохождении через него электрического тока. Его ключевое преимущество перед постоянным магнитом — возможность включать, выключать и регулировать силу магнитного поля. Изготовить простой электромагнит можно из доступных материалов.

Что понадобится для изготовления:

1. Сердечник: любой предмет из ферромагнитного материала, который легко намагничивается. Лучше всего подойдёт железный гвоздь, болт или стержень.

2. Катушка (обмотка): длинный медный провод в изоляции (например, в лаковой). Чем длиннее провод, тем больше витков можно сделать и тем сильнее будет магнит.

3. Источник тока: любая батарейка или аккумулятор с напряжением от 1,5 до 9 вольт.

Пошаговый процесс изготовления:

1. Возьмите железный сердечник (например, гвоздь длиной 8-10 см).

2. Оставьте свободным один конец провода (около 10 см для подключения) и начните плотно, виток к витку, наматывать провод на сердечник. Старайтесь делать витки в одном направлении и без пропусков.

3. Закончив намотку, оставьте свободным и второй конец провода такой же длины. Концы обмотки можно закрепить скотчем или изолентой, чтобы она не разматывалась.

4. Аккуратно зачистите концы провода от изоляции (лак можно соскоблить ножом или сжечь и зачистить наждачной бумагой). Это необходимо для создания надёжного электрического контакта.

5. Подключите зачищенные концы провода к полюсам источника тока (батарейки). Один конец к «+», другой к «–».

Как только цепь будет замкнута, по катушке потечёт ток, и сердечник станет магнитом, способным притягивать небольшие металлические предметы (скрепки, кнопки, иголки). При отключении от батарейки гвоздь почти полностью размагнитится.

Принцип действия:

Работа электромагнита основана на явлении электромагнетизма. Электрический ток, протекающий по проводнику, создаёт вокруг него магнитное поле. Когда провод намотан в катушку (соленоид), магнитные поля от каждого витка складываются внутри катушки, создавая сильное, направленное магнитное поле. Железный сердечник, являясь ферромагнетиком, многократно усиливает это поле, так как сам становится сильным временным магнитом.

Сила электромагнита зависит от силы тока ($I$), числа витков в катушке ($N$) и свойств материала сердечника ($\mu$). Магнитная индукция $B$ внутри длинного соленоида с сердечником описывается формулой: $B = \mu\mu_0 nI$, где $\mu$ — магнитная проницаемость материала сердечника, $\mu_0$ — магнитная постоянная, а $n$ — плотность намотки (число витков на единицу длины).

Ответ: Чтобы изготовить электромагнит, необходимо намотать катушку из изолированного провода на железный сердечник (например, гвоздь), зачистить концы провода и подключить их к источнику электрического тока (например, к батарейке).