Номер 750, страница 117 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электромагнитные явления. Магнитное поле катушки с током. Электромагниты и их применение. Магнитное поле Земли - номер 750, страница 117.

Условие.

750. а) Какими способами можно регулировать подъёмную силу электромагнита?

б) Можно ли электромагнитными кранами переносить раскалённые болванки?

в) Поднимет ли электромагнит стальные гвозди, находящиеся в закрытой пластмассовой коробочке?

Решение.

а) Подъёмная сила электромагнита зависит от силы создаваемого им магнитного поля. Регулировать эту силу можно несколькими способами:

1. Изменение силы тока в обмотке. Это основной и наиболее практичный способ. Подъёмная сила электромагнита прямо пропорциональна силе тока в его обмотке. Увеличивая ток с помощью реостата или другого регулирующего устройства, мы усиливаем магнитное поле и, следовательно, подъёмную силу.

2. Изменение числа витков в катушке. Магнитное поле, а значит и подъёмная сила, пропорционально количеству витков в обмотке. На практике можно использовать катушки с отводами, что позволяет изменять рабочее число витков, тем самым регулируя силу электромагнита.

3. Использование и изменение сердечника. Введение внутрь катушки сердечника из ферромагнитного материала (например, мягкой стали) значительно усиливает магнитное поле. Сила электромагнита зависит от материала, формы и размеров сердечника.

Таким образом, основными способами регулирования являются изменение силы тока и числа витков.

Ответ: Подъёмную силу электромагнита можно регулировать, изменяя силу тока в его обмотке, изменяя число витков катушки или используя сердечник из ферромагнитного материала.

б) Ферромагнитные материалы (к которым относятся железо и сталь) способны сильно намагничиваться и притягиваться к магниту только при температурах ниже определённого критического значения, называемого температурой Кюри (или точкой Кюри). Для железа эта температура составляет около 770 °C.

Раскалённые болванки, как правило, имеют температуру выше точки Кюри. При такой температуре железо и сталь теряют свои ферромагнитные свойства и становятся парамагнетиками. Парамагнетики притягиваются к магниту очень слабо. Силы притяжения будет совершенно недостаточно для того, чтобы электромагнитный кран мог поднять и безопасно перемещать тяжёлую болванку.

Ответ: Нет, электромагнитными кранами нельзя переносить раскалённые болванки, если их температура превышает точку Кюри (для стали ~770 °C), так как при такой температуре они теряют свои сильные магнитные свойства.

в) Магнитное поле способно проникать через многие материалы, которые не являются ферромагнетиками. Пластмасса является диэлектриком и практически "прозрачна" для магнитного поля, то есть не создаёт для него существенного препятствия.

Поэтому магнитное поле электромагнита свободно пройдёт сквозь стенки закрытой пластмассовой коробочки и достигнет стальных гвоздей. Стальные гвозди, будучи ферромагнетиком, намагнитятся и будут притягиваться к электромагниту. Если сила притяжения будет больше, чем суммарный вес гвоздей и коробочки, то электромагнит поднимет коробочку вместе с находящимися в ней гвоздями.

Ответ: Да, поднимет, так как пластмасса не является преградой для магнитного поля, и оно будет действовать на стальные гвозди внутри коробки.