Лабораторная работа №8, страница 287 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

Лабораторная работа № 8.

Изучение свойств постоянного магнита, получение изображений магнитных полей

Цель работы: изучить взаимодействие магнитов с различными веществами.

На опыте убедиться в существовании полюсов магнита, проверить взаимо- действие одноименных и разноименных полюсов.

Изучить магнитные линии магнитных полей, созданных полосовым и подковообразным магнитом, двумя полосовыми магнитами. Графически изобразить магнитное поле посредством силовых линий.

Оборудование: два полосовых магнита, подковообразный магнит, листы белой бумаги, мелкие железные гвозди, скрепки, магнитная стрелка на стойке, коробка-сито с железными опилками, мелкие изделия из раз- личных веществ: пластмассы, стекла, дерева и т.д.

Задание 1. Изучение свойств постоянного магнита.

Указания к работе

1. Рассыпьте мелкие изделия из различных веществ, включая металлические, на лист белой бумаги.

2. Поднесите магнит к изделиям. В отчете о проведенном эксперименте ука- жите, какие вещества притягиваются магнитом, какие – не притягиваются.

3. Насыпьте железные опилки на бумагу. Поднесите к ним магнит, определите расположение полюсов полосового, а затем подковообразного магнита.

4. Убедитесь в том, что одноименные полюса магнитов отталкиваются, разно- именные притягиваются. Поднесите магнит к северному полюсу магнитной стрелки, затем, не меняя полюса магнита, к южному полюсу магнитной стрелки.

5. Подвесьте к магниту «цепочку» из мелких гвоздей. Взявшись за верхний гвоздик, удалите магнит. Почему, «цепочка» гвоздей не рассыпается сразу же после удаления магнита?

6. Из проведенных опытов сделайте выводы о действии постоянных магнитов на окружающие их тела. Чем отличается намагниченное тело от не намагни- ченного тела? Что нужно сделать, чтобы намагнитить железо?

Задание 2. Получение изображений магнитных полей.

Указания к работе

1. Положите полосовой магнит на стол, накройте листом бумаги. Из коробки-сита насыпьте на бумагу тонким слоем железные опилки. Картину получившихся магнитных линий нарисуйте в тетради.

2. С помощью железных опилок изучите маг- нитные линии полей, созданных между разно- именными и одноименными полюсами двух полосовых магнитов ($\text{N}$ $\text{S}$, $\text{N}$ $\text{N}$). На рисунке изобразите силовые линии.

Рис. 11. Расположение полосовых магнитов

3. Рассмотрите магнитные линии поля, созданного подковообразным маг- нитом, изобразите на рисунке.

4. Сделайте вывод по проведенным опытам. Какими свойствами обладают магнитные линии магнитного поля?

5. Проведите взаимооценку выполненной работы одноклассниками по дескрипторам:

Критерии оценивания

Техника проведения экс- перимента и соблюдение техники безопасности

Анализ экспериментально полученных данных

Графическое изобра- жение силовых линий магнитного поля, анализ результатов

Определение факторов, влияющих на проведение эксперимента

Дескрипторы

Учащиеся

1. Выполняют эксперимент, соблюдая последователь- ность действий.

2. Соблюдают технику безопасности при работе с желез- ными опилками

3. Указывают по 2-3 вещества, которые притягиваются и не притягиваются к магниту.

4. Определяют полюса магнита и знают характер их взаимодействия.

5. Указывают способы намагничивания железных тел

6. На рисунке указывают начало и конец силовых линий магнитного поля, созданного между одноименными и разноименными полюсами магнитов.

7. Верно изображают силовые линии магнитного поля между полюсами магнита.

8. Называют свойства магнитного поля по анализу полученных изображений

9. Указывают факторы, которые помешали получить результат, согласующийся с теорией

Задание 1. Пункт 2.

При поднесении магнита к различным мелким изделиям наблюдается, что магнит притягивает только определенные материалы. Предметы, изготовленные из железа или его сплавов (стали), такие как железные гвозди и скрепки, будут притягиваться к магниту. Эти вещества называются ферромагнетиками. Материалы, такие как пластмасса, стекло, дерево, медь или алюминий, не будут проявлять заметного взаимодействия с магнитом. Они относятся к диамагнетикам и парамагнетикам, чьи магнитные свойства проявляются очень слабо и не могут быть обнаружены в данном опыте.

Ответ: Магнитом притягиваются изделия из железа и стали (гвозди, скрепки). Не притягиваются изделия из пластмассы, стекла, дерева.

Задание 1. Пункт 3.

Когда на бумагу, под которой находится магнит, насыпаются железные опилки, они выстраиваются вдоль невидимых линий, образуя узор. Этот узор показывает картину магнитных силовых линий. Наибольшая концентрация опилок наблюдается у концов магнита — это и есть его полюса. В этих областях магнитное поле наиболее сильное. У полосового магнита полюса расположены на его торцах. У подковообразного магнита полюса находятся на концах его "дуг". Таким образом, по густоте железных опилок можно определить расположение полюсов магнита.

Ответ: Полюса магнита определяются как области, где скапливается наибольшее количество железных опилок, что указывает на максимальную силу магнитного поля в этих точках.

Задание 1. Пункт 4.

При сближении двух магнитов наблюдается следующее взаимодействие: если поднести северный полюс (N) одного магнита к северному полюсу (N) другого, они будут отталкиваться. То же самое произойдет при сближении двух южных полюсов (S). Если же поднести северный полюс (N) одного магнита к южному (S) другого, они будут притягиваться. Магнитная стрелка компаса сама является маленьким магнитом. Её конец, указывающий на север (северный полюс стрелки), притянется к южному полюсу подносимого магнита и оттолкнется от его северного полюса. Соответственно, южный полюс стрелки будет притягиваться к северному полюсу магнита.

Ответ: Одноименные полюса магнитов (N-N, S-S) отталкиваются, а разноименные (N-S) притягиваются. Северный полюс магнитной стрелки притягивается к южному полюсу магнита, а южный полюс стрелки — к северному.

Задание 1. Пункт 5.

Когда к магниту подносится первый гвоздик, он намагничивается под действием магнитного поля. Этот процесс называется магнитной индукцией. Намагниченный гвоздик сам становится временным магнитом и своим полем намагничивает следующий гвоздик, и так далее, образуя "цепочку". После удаления постоянного магнита "цепочка" не рассыпается мгновенно, потому что железо (или сталь, из которой сделаны гвозди) обладает свойством, называемым остаточной намагниченностью. Это означает, что гвозди сохраняют часть приобретенной намагниченности на некоторое время даже после исчезновения внешнего магнитного поля. Однако эта намагниченность слабая и временная, поэтому через некоторое время или от небольшого сотрясения "цепочка" распадется.

Ответ: "Цепочка" гвоздей не рассыпается сразу из-за явления остаточной намагниченности: гвозди на короткое время сами становятся магнитами и продолжают удерживать друг друга.

Задание 1. Пункт 6.

Выводы из опытов: постоянные магниты создают вокруг себя магнитное поле, которое действует на ферромагнитные материалы (например, железо), притягивая их. У любого магнита есть два полюса (северный и южный), где магнитное действие проявляется сильнее всего. Полюса магнитов взаимодействуют между собой: одноименные отталкиваются, разноименные притягиваются.

Намагниченное тело отличается от ненамагниченного внутренней структурой. В ненамагниченном ферромагнитном теле существуют микроскопические области (магнитные домены), каждая из которых является маленьким магнитиком. В обычном состоянии их магнитные поля направлены хаотично и компенсируют друг друга, поэтому тело в целом не проявляет магнитных свойств. В намагниченном теле большинство доменов сориентировано в одном направлении, их поля складываются и создают сильное внешнее магнитное поле.

Чтобы намагнитить железо, его нужно поместить в сильное внешнее магнитное поле. Например, можно многократно провести по железному предмету в одном направлении одним из полюсов сильного постоянного магнита или поместить железо внутрь катушки с электрическим током (создать электромагнит).

Ответ: Намагниченное тело отличается от ненамагниченного упорядоченным расположением внутренних магнитных доменов. Чтобы намагнитить железо, его необходимо подвергнуть воздействию сильного внешнего магнитного поля.

Задание 2. Пункт 1.

Картина магнитных линий полосового магнита, полученная с помощью железных опилок, представляет собой совокупность замкнутых кривых. Линии выходят из северного полюса магнита, изгибаются в пространстве и входят в южный полюс. Внутри магнита линии продолжаются, замыкаясь от южного полюса к северному. Густота линий максимальна у полюсов, что свидетельствует о наибольшей напряженности магнитного поля в этих областях. По мере удаления от магнита линии становятся реже, что говорит об ослаблении поля.

Ответ: Железные опилки образуют узор из замкнутых линий, выходящих из северного полюса магнита и входящих в южный, с наибольшей концентрацией у полюсов.

Задание 2. Пункт 2.

При изучении взаимодействия двух магнитов с помощью железных опилок получаются следующие картины:

1. Разноименные полюса (N и S): Магнитные линии выходят из северного полюса одного магнита и плавно переходят, входя в южный полюс другого магнита. В пространстве между полюсами образуется густая сеть линий, что указывает на сильное, притягивающее поле. Картина наглядно демонстрирует притяжение полюсов.

2. Одноименные полюса (N и N или S и S): Магнитные линии, выходящие из каждого из одноименных полюсов, изгибаются и уходят в стороны, как бы отталкиваясь друг от друга. Между полюсами образуется область, где железных опилок практически нет — это область, где поля магнитов компенсируют друг друга, и результирующее поле очень слабое. Эта картина наглядно демонстрирует отталкивание полюсов.

Ответ: Между разноименными полюсами магнитные линии соединяют полюса, показывая притяжение. Между одноименными полюсами линии расходятся в стороны, показывая отталкивание.

Задание 2. Пункт 3.

Магнитные линии поля, созданного подковообразным магнитом, имеют характерные особенности. В зазоре между полюсами (N и S) линии практически параллельны друг другу и направлены от северного полюса к южному. В этой области поле очень сильное и почти однородное (особенно в центральной части зазора). Внешняя часть поля похожа на поле изогнутого полосового магнита: линии выходят из северного полюса, огибают магнит по широкой дуге и входят в южный полюс.

Ответ: У подковообразного магнита поле между полюсами сильное и практически однородное, а снаружи линии образуют замкнутые кривые, идущие от северного полюса к южному.

Задание 2. Пункт 4.

На основе проведенных опытов можно выделить следующие свойства магнитных линий (силовых линий магнитного поля):

1. Магнитные линии являются замкнутыми кривыми. Они не имеют ни начала, ни конца.

2. Вне магнита принято считать, что линии выходят из северного полюса (N) и входят в южный полюс (S).

3. Магнитные линии никогда не пересекаются. Если бы они пересекались, это означало бы, что в одной точке пространства магнитное поле имеет два разных направления, что невозможно.

4. Густота (плотность) магнитных линий характеризует интенсивность (силу) магнитного поля. Где линии гуще — там поле сильнее.

5. Касательная, проведенная к силовой линии в любой ее точке, совпадает по направлению с вектором магнитной индукции $ \vec{B} $ в этой точке.

Ответ: Магнитные линии замкнуты, не пересекаются, их направление вне магнита — от северного полюса к южному, а их густота указывает на силу поля.

Задание 2. Пункт 5.

Этот пункт является организационным указанием для учащихся по проведению взаимооценки работы в классе и не содержит вопроса, требующего ответа по существу лабораторной работы.

Ответ: Данный пункт является инструкцией к действию для учеников и не требует научного ответа.