Номер 1, страница 185 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

1. Притяжение магнитов напоминает притяжение наэлектризованных тел. Приведите аргументы в пользу того, что взаимодействие магнитов не является электрическим.

Несмотря на внешнее сходство (наличие притяжения и отталкивания), магнитное и электрическое взаимодействия имеют фундаментальные различия. Вот несколько аргументов, подтверждающих, что взаимодействие магнитов не является электрическим:

1. Различное действие на вещества

Электрическое взаимодействие проявляется со всеми телами. Наэлектризованное тело (например, потертая о шерсть эбонитовая палочка) будет притягивать не только другие заряженные тела, но и незаряженные (диэлектрики, как кусочки бумаги, или проводники) за счет явления электрической индукции (поляризации). Магнитное же взаимодействие является избирательным. Постоянный магнит сильно взаимодействует только с ферромагнетиками (железо, никель, кобальт и их сплавы), очень слабо с пара- и диамагнетиками, и никак не взаимодействует с большинством диэлектриков (например, сухое дерево, стекло, пластик), если они не являются частью электрического контура.

Ответ: Магнитное поле действует избирательно на определенные материалы (ферромагнетики), в то время как электрическое поле действует на любые вещества.

2. Отсутствие изолированных магнитных полюсов

В электричестве существуют изолированные положительные и отрицательные заряды (например, протон и электрон). Можно создать тело с избыточным положительным или отрицательным зарядом. В магнетизме же невозможно разделить северный (N) и южный (S) полюсы. Если разрезать магнит на две части, то получатся два новых, меньших магнита, у каждого из которых снова будут и северный, и южный полюсы. Невозможно получить отдельный «магнитный заряд» (монополь). В уравнениях Максвелла это фундаментальное свойство описывается как $\nabla \cdot \mathbf{B} = 0$ (теорема Гаусса для магнитного поля), что означает отсутствие магнитных зарядов.

Ответ: В отличие от электрических зарядов, которые могут существовать отдельно, магнитные полюса всегда существуют парами (северный и южный).

3. Взаимодействие со стационарными и движущимися зарядами

Постоянный магнит (создающий статическое магнитное поле) не оказывает никакого силового воздействия на покоящийся электрический заряд. Сила со стороны магнитного поля начинает действовать на заряд, только если он движется. Эта сила называется силой Лоренца и зависит от скорости заряда: $F_Л = q(\mathbf{v} \times \mathbf{B})$. В то же время наэлектризованное тело (создающее статическое электрическое поле) действует силой на любой другой заряд, независимо от того, движется он или покоится.

Ответ: Магнитное поле действует только на движущиеся электрические заряды, а электрическое поле действует как на движущиеся, так и на покоящиеся заряды.

4. Электрическая нейтральность магнитов

Обычный постоянный магнит является электрически нейтральным телом. Суммарный электрический заряд в нем равен нулю, так как число протонов в его атомах равно числу электронов. Его магнитные свойства обусловлены не избытком или недостатком зарядов, а согласованным движением и собственными магнитными моментами (спинами) электронов в его атомах. Наэлектризованное же тело по определению обладает ненулевым суммарным электрическим зарядом.

Ответ: Постоянные магниты в целом электрически нейтральны, в отличие от наэлектризованных тел, которые имеют избыточный электрический заряд.