Из истории развития физики, страница 85 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 3. Магнитное поле. Параграф 13. Линии индукции магнитного поля. Вопросы - страница 85.

Условие.

Из истории развития физики

Х. Эрстед помещал магнитную стрелку над проводником и под проводником с током (см. рис. 70, б, в). Исходя из опытов, он сделал вывод, что «образуется вихрь вокруг проволоки» с током.

а) Какое свойство магнитного поля имел в виду Эрстед?

б) Как это свойство обнаруживается по действию проводника с током на магнитную стрелку, расположенную над проводником и под проводником?

Решение.

а) Какое свойство магнитного поля имел в виду Эрстед?

Говоря о «вихре вокруг проволоки», Х. Эрстед имел в виду ключевое свойство магнитного поля, порождаемого электрическим током, — его вихревой характер. Это означает, что силовые линии магнитного поля не имеют ни начала, ни конца, в отличие от силовых линий электростатического поля, которые начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных. Силовые линии магнитного поля представляют собой замкнутые кривые, охватывающие проводник с током. Это свойство является следствием отсутствия в природе магнитных зарядов (монополей).
Ответ: Эрстед имел в виду вихревой характер магнитного поля, то есть то, что его силовые линии являются замкнутыми кривыми, охватывающими проводник с током.

б) Как это свойство обнаруживается по действию проводника с током на магнитную стрелку, расположенную над проводником и под проводником?

Это свойство обнаруживается при наблюдении за поведением магнитной стрелки в разных положениях относительно проводника. Магнитная стрелка всегда ориентируется вдоль касательной к силовой линии магнитного поля в данной точке.
Когда магнитную стрелку помещают над проводником с током, ее северный полюс отклоняется в одну сторону (например, влево).
Когда ту же стрелку перемещают под проводник (при том же направлении тока), ее северный полюс отклоняется в противоположную сторону (вправо), то есть стрелка разворачивается на 180 градусов.
Такое поведение – поворот в противоположных направлениях по разные стороны от проводника – однозначно свидетельствует о том, что силовые линии магнитного поля «закручиваются» вокруг проводника, образуя замкнутые контуры (вихрь), а не расходятся от него или сходятся к нему.
Ответ: При перемещении магнитной стрелки из положения над проводником в положение под ним, она поворачивается на 180°, что доказывает, что силовые линии магнитного поля образуют замкнутые кривые, охватывающие проводник.