Эксперимент в классе, страница 201 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

Эксперимент в классе

1. Используя постоянный магнит и небольшие тела из различных веществ, выясните, какие вещества взаимодействуют с магнитом, какие нет.

2. Подвесьте к магниту четыре железные скрепки таким образом, чтобы они касались друг друга, образуя цепочку. Отделите цепочку от магнита, взявшись за верхнюю скрепку. Почему нижние скрепки не падают?

3. Положите стальную иглу вдоль оси магнита. Через 2-3 минуты опустите иглу в железные опилки и выясните, обладает ли игла магнитными свойствами?

1. Используя постоянный магнит и небольшие тела из различных веществ, выясните, какие вещества взаимодействуют с магнитом, какие нет.

Все вещества взаимодействуют с магнитным полем, но степень этого взаимодействия различна. По своим магнитным свойствам вещества делятся на несколько групп:

• Ферромагнетики – вещества, которые очень сильно притягиваются к магниту. В обычном школьном эксперименте только взаимодействие с этими веществами будет заметно. К ферромагнетикам относятся железо, никель, кобальт, гадолиний и их сплавы (например, сталь, чугун). Примерами тел из ферромагнетиков являются железные гвозди, скрепки, стальные ножницы.

• Парамагнетики – вещества, которые слабо притягиваются к магниту. Это взаимодействие настолько слабое, что его невозможно заметить с помощью обычного постоянного магнита. Примеры: алюминий, платина, вольфрам, жидкий кислород.

• Диамагнетики – вещества, которые слабо отталкиваются от магнита. Это взаимодействие также чрезвычайно слабое. Примеры: вода, медь, цинк, золото, дерево, пластик, стекло.

Таким образом, в ходе эксперимента с обычным постоянным магнитом будет казаться, что взаимодействуют с ним только тела из ферромагнитных материалов.

Ответ: С магнитом заметно взаимодействуют (сильно притягиваются) вещества, называемые ферромагнетиками, такие как железо, сталь, никель, кобальт. Вещества вроде дерева, пластика, меди, алюминия, стекла практически не взаимодействуют с магнитом в обычных условиях (взаимодействие слишком слабое для обнаружения).

2. Подвесьте к магниту четыре железные скрепки таким образом, чтобы они касались друг друга, образуя цепочку. Отделите цепочку от магнита, взявшись за верхнюю скрепку. Почему нижние скрепки не падают?

Это явление объясняется магнитной индукцией. Когда железная скрепка (ферромагнетик) оказывается в магнитном поле постоянного магнита, она сама становится временным магнитом. У неё появляются собственные северный и южный полюсы.

Первая скрепка, касаясь магнита, намагничивается и своим противоположным полюсом притягивает вторую скрепку. Вторая скрепка, в свою очередь, тоже намагничивается и притягивает третью, и так далее. Образуется цепочка из временных магнитов.

Когда мы отделяем всю цепочку от постоянного магнита, скрепки не сразу теряют свои магнитные свойства. Они сохраняют так называемую остаточную намагниченность. Эта остаточная магнитная сила притяжения между скрепками оказывается достаточной, чтобы удержать их вместе и противостоять силе тяжести, действующей на нижние скрепки. Через некоторое время, особенно при встряхивании, остаточная намагниченность ослабеет, и скрепки распадутся.

Ответ: Нижние скрепки не падают, потому что под действием магнитного поля постоянного магнита они сами временно намагнитились (явление магнитной индукции). После отделения от магнита они сохраняют остаточную намагниченность, и сила магнитного притяжения между скрепками оказывается сильнее силы тяжести.

3. Положите стальную иглу вдоль оси магнита. Через 2–3 минуты опустите иглу в железные опилки и выясните, обладает ли игла магнитными свойствами?

Да, игла приобретет магнитные свойства. Это происходит потому, что сталь является ферромагнитным материалом. Внутри ферромагнетиков существуют микроскопические области (магнитные домены), каждая из которых представляет собой маленький магнит. В обычном состоянии эти домены ориентированы хаотично, и их магнитные поля компенсируют друг друга, поэтому тело в целом не проявляет магнитных свойств.

Когда стальная игла помещается в сильное внешнее магнитное поле (например, от постоянного магнита), магнитные домены внутри стали начинают поворачиваться и выстраиваться вдоль линий этого поля. Через некоторое время значительная часть доменов оказывается сориентированной в одном направлении.

Сталь относится к магнитно-жестким материалам. Это означает, что после удаления внешнего магнитного поля ориентация доменов в значительной степени сохраняется. В результате игла становится постоянным магнитом. Если после этого опустить иглу в железные опилки, они притянутся к её концам (полюсам), что и продемонстрирует наличие у иглы магнитных свойств.

Ответ: Да, игла приобретет магнитные свойства. Сталь является магнитно-жестким материалом, и под действием сильного внешнего поля постоянного магнита она намагнитится и сохранит эти свойства. Это можно будет проверить, опустив иглу в железные опилки, – они притянутся к ней.