Номер 3, страница 178 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

3. В чём состоит опыт Эрстеда?

2. Приведите примеры магнитных явлений.

Магнитные явления — это явления, связанные с возникновением и взаимодействием магнитных полей. Вот несколько примеров:

• Взаимодействие постоянных магнитов. Это самое известное магнитное явление. Одноимённые полюса магнитов (северный с северным, южный с южным) отталкиваются, а разноимённые (северный с южным) — притягиваются. Это свойство используется в магнитных замках, креплениях, игрушках.
• Магнитное поле Земли. Наша планета является гигантским магнитом. Её магнитное поле защищает всё живое от вредного космического излучения (солнечного ветра) и позволяет ориентироваться с помощью компаса. Стрелка компаса всегда указывает на магнитные полюса Земли.
• Действие электромагнитов. Электромагнит — это устройство, создающее магнитное поле при протекании через него электрического тока. Он состоит из катушки с проводом, часто с железным сердечником внутри. Электромагниты используются в электродвигателях, реле, громкоговорителях, а также в мощных грузоподъёмных кранах на металлургических заводах.
• Электромагнитная индукция. Это явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него. На этом принципе основана работа всех электрогенераторов, которые преобразуют механическую энергию в электрическую, и трансформаторов.

Ответ: Примерами магнитных явлений являются взаимное притяжение и отталкивание магнитов, ориентация стрелки компаса в магнитном поле Земли, создание магнитного поля катушкой с током (электромагниты) и возникновение тока в проводнике при изменении внешнего магнитного поля (электромагнитная индукция).

3. В чём состоит опыт Эрстеда?

Опыт Эрстеда — это фундаментальный эксперимент, проведённый датским физиком Гансом Христианом Эрстедом в 1820 году. Этот опыт впервые продемонстрировал связь между электричеством и магнетизмом.

Суть опыта заключается в следующем:

1. Над магнитной стрелкой компаса или рядом с ней располагался прямой металлический проводник. В исходном состоянии, когда ток в проводнике отсутствовал, стрелка компаса указывала направление на северный магнитный полюс Земли.
2. Затем проводник подключали к источнику тока (гальваническому элементу). Как только по проводу начинал течь электрический ток, магнитная стрелка тут же отклонялась от своего первоначального положения и устанавливалась перпендикулярно проводнику.
3. При размыкании цепи (прекращении тока) стрелка возвращалась в исходное положение.
4. Если изменить направление тока в проводнике на противоположное, то стрелка снова отклонялась, но уже в другую сторону.

Из этого опыта Эрстед сделал революционный вывод: электрический ток порождает вокруг себя магнитное поле, которое и действует на магнитную стрелку, заставляя её отклоняться.

Ответ: Опыт Эрстеда заключается в наблюдении за поведением магнитной стрелки, расположенной вблизи проводника. При пропускании электрического тока через проводник стрелка отклоняется, что доказывает существование магнитного поля вокруг проводника с током.

4. Какая связь существует между электрическим током и магнитным полем?

Связь между электрическим током и магнитным полем является двусторонней и составляет основу единой теории электромагнетизма. Эта связь проявляется в двух ключевых аспектах:

1. Электрический ток порождает магнитное поле. Как показал опыт Эрстеда, любой проводник с током (то есть, любое направленное движение электрических зарядов) создаёт в окружающем пространстве магнитное поле. Линии этого поля представляют собой замкнутые кривые, охватывающие проводник. Это свойство используется для создания электромагнитов.

2. Магнитное поле действует на электрический ток. Если проводник с током поместить в магнитное поле, то на него будет действовать сила, называемая силой Ампера. Величина и направление этой силы зависят от силы тока, индукции магнитного поля и их взаимного расположения. Математически сила, действующая на элемент проводника длиной $dl$ с током $I$ в магнитном поле $\vec{B}$, выражается как $d\vec{F} = I[d\vec{l} \times \vec{B}]$. Это явление лежит в основе работы электродвигателей, которые преобразуют электрическую энергию в механическую.

Кроме того, эта связь имеет и динамический характер: переменное во времени магнитное поле, в свою очередь, порождает электрическое поле (явление электромагнитной индукции, открытое Фарадеем). Таким образом, электрические и магнитные поля неразрывно связаны и могут взаимно порождать друг друга, что делает возможным существование электромагнитных волн (свет, радиоволны).

Ответ: Связь между электрическим током и магнитным полем двусторонняя: с одной стороны, электрический ток создаёт вокруг себя магнитное поле, а с другой — магнитное поле оказывает силовое воздействие на проводник с током. Эта неразрывная связь является фундаментальным свойством природы.