Номер 743, страница 116 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электромагнитные явления. Магнитное поле проводников с током и постоянных магнитов. Магнитные линии - номер 743, страница 116.

Условие.

► 743. Проведите и объясните опыт. Железный винтик А в одном положении магнитами удерживается (рис. 160, а), в другом не удерживается (рис. 160, б).

Рис. 160

Решение.

Решение

Данное явление объясняется явлением магнитной индукции и поведением ферромагнетиков (материалов, из которых сделан железный винтик) в магнитном поле.

а) На рисунке 160, а, железный винтик А расположен вертикально в зазоре между двумя магнитами. В этом положении он находится вдоль силовых линий магнитного поля. Как ферромагнетик, винтик сильно намагничивается, и на его концах образуются индуцированные магнитные полюсы. Эти индуцированные полюсы притягиваются к ближайшим полюсам постоянных магнитов. Суммарная сила магнитного притяжения $F_{магн}$ направлена вертикально вверх и по модулю оказывается больше, чем действующая на винтик сила тяжести $F_{тяж}$. В результате винтик удерживается в этом положении.

б) На рисунке 160, б, винтик пытаются расположить горизонтально, то есть перпендикулярно силовым линиям магнитного поля. В этом случае винтик, обладающий высокой магнитной проницаемостью, замыкает магнитное поле на себя. Силы притяжения, действующие на концы винтика, направлены в основном горизонтально, к полюсам магнитов. Вертикальная составляющая магнитной силы оказывается слишком малой, чтобы уравновесить силу тяжести. Кроме того, такое положение является неустойчивым, так как система стремится перейти в состояние с минимальной потенциальной энергией, что соответствует ориентации винтика вдоль силовых линий (как в первом случае). Поэтому винтик не удерживается и падает.

Ответ: Различие в поведении винтика объясняется его ориентацией относительно силовых линий магнитного поля. В положении вдоль линий (рис. а) сила магнитного притяжения велика и направлена против силы тяжести, удерживая винтик. В положении поперек линий (рис. б) вертикальная составляющая магнитной силы недостаточна для преодоления силы тяжести, и винтик не удерживается.