Номер 1, страница 50 - гдз по физике 11 класс учебник Касьянов

Вопросы. § 15. Действие магнитного поля на проводник с током. Глава 2. Магнитное поле - номер 1, страница 50.

В О П Р О С Ы

1. Почему магнитное поле действует на магнитную стрелку?

Почему магнитное поле действует на магнитную стрелку?

Решение

Магнитная стрелка — это, по своей сути, маленький постоянный магнит, который может свободно вращаться вокруг своей оси. Как и любой магнит, она изготовлена из ферромагнитного материала, в котором микроскопические области (магнитные домены), обладающие собственными магнитными моментами, выровнены в одном направлении. Это создает у стрелки собственное магнитное поле с двумя полюсами — северным (N) и южным (S).

Магнитное поле — это силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом (например, на другие магниты). Оно создается источниками, такими как постоянные магниты, проводники с электрическим током или магнитное поле нашей планеты. Характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции $ \vec{B} $, который определяет силу и направление поля в каждой его точке.

Когда магнитную стрелку помещают во внешнее магнитное поле, это поле начинает взаимодействовать с полюсами стрелки. На северный полюс стрелки действует сила, направленная вдоль линий внешнего магнитного поля, а на южный полюс — сила, направленная в противоположную сторону. Эти две равные по модулю и противоположные по направлению силы образуют пару сил.

Эта пара сил создает вращающий момент (торк), который стремится повернуть магнитную стрелку так, чтобы ее ось совпала по направлению с линиями индукции внешнего магнитного поля. Стрелка будет вращаться до тех пор, пока не займет положение равновесия, в котором ее северный полюс указывает направление вектора $ \vec{B} $ внешнего поля. В этом положении вращающий момент становится равным нулю. Именно этот принцип лежит в основе работы компаса, стрелка которого выравнивается вдоль силовых линий магнитного поля Земли.

Ответ: Магнитное поле действует на магнитную стрелку, потому что стрелка сама является маленьким постоянным магнитом со своими северным и южным полюсами. Внешнее поле создает пару сил, действующих на эти полюсы в противоположных направлениях, что вызывает вращающий момент. Этот момент поворачивает стрелку до тех пор, пока она не выровняется по направлению силовых линий внешнего магнитного поля.