§ 60. Постоянные магниты. Магнитное поле постоянных магнитов
Если вставить в катушку с током стержень из закалённой стали, то в отличие от железного стержня он не размагничивается после выключения тока, а длительное время сохраняет намагниченность.
Тела, длительное время сохраняющие намагниченность, называются постоянными магнитами или просто магнитами.
Французский учёный Ампер объяснял намагниченность железа и стали существованием электрических токов, которые циркулируют внутри каждой молекулы этих веществ. Во времена Ампера о строении атома ещё ничего не знали, поэтому природа молекулярных токов оставалась неизвестной. Теперь мы знаем, что в каждом атоме имеются отрицательно заряженные частицы — электроны. При движении электронов возникает магнитное поле, которое и вызывает намагниченность железа и стали.
На рисунке 108 изображены дугообразный и полосовой магниты.
Те места магнита, где обнаруживаются наиболее сильные магнитные действия, называют полюсами магнита (рис. 109). У всякого магнита, как и у известной нам магнитной стрелки, обязательно есть два полюса: северный (N) и южный (S).
Поднося магнит к предметам, изготовленным из различных материалов, можно установить, что магнитом притягиваются очень немногие из них. Хорошо притягиваются магнитом чугун, сталь, железо и некоторые сплавы, значительно слабее никель и кобальт.
В природе встречаются естественные магниты (рис. 110) — железная руда (так называемый магнитный железняк). Богатые залежи магнитного железняка имеются на Урале, в Карелии, Курской области и во многих других местах.
Железо, сталь, никель, кобальт и некоторые другие сплавы в присутствии магнитного железняка приобретают магнитные свойства.
Магнитный железняк позволил людям впервые ознакомиться с магнитными свойствами тел. Перечислим основные из этих свойств.
Если магнитную стрелку приблизить к другой такой же стрелке, то они повернутся и установятся друг против друга противоположными полюсами (рис. 111).
Так же взаимодействует стрелка и с любым магнитом.
Поднося к полюсам магнитной стрелки магнит, можно заметить, что северный полюс стрелки отталкивается от северного полюса магнита и притягивается к южному полюсу. Южный полюс стрелки отталкивается от южного полюса магнита и притягивается северным полюсом.
На основании описанных опытов можно сделать следующее заключение: разноимённые магнитные полюсы притягиваются, одноимённые отталкиваются. Это правило относится и к электромагнитам.
Взаимодействие магнитов объясняется тем, что вокруг любого магнита имеется магнитное поле. Магнитное поле одного магнита действует на другой магнит, и, наоборот, магнитное поле второго магнита действует на первый.
С помощью железных опилок можно получить представление о виде магнитного поля постоянных магнитов.
Рисунок 112, (а) даёт представление о картине магнитного поля полосового магнита, а рисунок 112, (б) — о картине магнитного поля дугообразного магнита. Как магнитные линии магнитного поля тока, так и магнитные линии магнитного поля магнита — замкнутые линии. Вне магнита магнитные линии выходят из северного полюса магнита и входят в южный, замыкаясь внутри магнита, так же как магнитные линии катушки с током.
На рисунке 113, (а) показаны магнитные линии магнитного поля двух магнитов, обращённых друг к другу одноимёнными полюсами, а на рисунке 113, (б) — двух магнитов, обращённых друг к другу разноимёнными полюсами.
Все описанные выше картины можно легко получить на опыте.
Вопросы
1. Какие тела называют постоянными магнитами?
2. Как Ампер объяснял намагничивание железа?
3 Как можно теперь объяснить молекулярные токи Ампера?
4. Что называют магнитными полюсами магнита?
5. Как взаимодействуют между собой полюсы магнитов?
6. Как можно получить представление о магнитном поле магнита?
Упражнение 42
1. Предложите способ определения полюсов намагниченного стального стержня.
2. Какую форму надо придать проводу, чтобы при наличии тока в нём силовые линии его магнитного поля были расположены так же, как у полосового магнита?
Задание
1. Дугообразный магнит поднесите к листу картона. Магнит не притянет его. Затем положите картон на мелкие гвозди и снова поднесите магнит. Лист картона поднимется, а за ним и гвозди. Объясните явление.
2. Положите дугообразный магнит на край стола. Тонкую иглу с ниткой положите на один из полюсов магнита. Затем осторожно потяните иглу за нить, пока игла не соскочит с полюса магнита. Игла зависает в воздухе (рис. 114). Объясните явление.
Какие тела называют постоянными магнитами? Где расположены их полюса? Как взаимодействуют постоянные магниты?
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
Какие тела называют постоянными магнитами физика 8 класс перышкин
Что лучше всего притягивается к магнитам?
Это чугун, сталь, железо и некоторые сплавы. Также притягивается никель и кобальт, но значительно слабее.
Естественные магниты
Также в природе встречаются и естественные магниты. Например, железная руда. Из-за ее свойств ее называют магнитным железняком. Богатые залежи этого минерала зафиксированы на Урале, в Карелии, Курской области и других местах.
Если рядом с железом, сталью, никелем и кобальтом оказывается магнитный железняк, то эти металлы приобретают магнитные свойства. Именно поэтому магнитный железняк и открыл людям возможность наблюдать эти свойства.
Взаимодействие магнитной стрелки и магнита
Теперь возьмем магнит и поднесем его к магнитной стрелке (рисунок 7). Что мы увидим?
Северный полюс магнитной стрелки оттолкнулся от северного полюса магнита. Он притягивается к его южному полюсу.
В это же время южный полюс магнитной стрелки отталкивается от южного полюса магнита и притягивается к северному.
Взаимодействие полюсов магнитов между собой
Так как взаимодействуют между собой полюсы магнитов? Вышеописанные и другие опыты подводят нас к выводам (рисунок 8).
Разноименные магнитные полюсы притягиваются, а одноименные — отталкиваются.
Это легко запомнить. Аналогия проходит с электрическими зарядами: одноименные отталкиваются, а разноименные притягиваются.
При этом сила взаимодействия будет прямо пропорциональна расстоянию между полюсами взаимодействующих магнитов.
Это применимо и к магнитным стрелкам, и к постоянным магнитам, и к электромагнитам.
Но чем объясняется это явление? Все дело в существовании магнитного поля вокруг любого магнита. Магнитные поля взаимодействующих магнитов обоюдно действуют друг на друга.
Разница магнитных и электрических взаимодействий
Хоть мы и провели аналогию с электрическими зарядами, это не позволяет применять нам все законы электричества к магнетизму.
Например, есть одно очень большое отличие. Мы можем разделять электрические заряды. Это происходит при электризации в источниках тока. А вот полюсы магнита неразделимы. Если мы разрежем магнит на части, у нас все равно не получится отделить один полюс от другого. Мы просто получим два новых магнита (рисунок 9).
Разделяемые части могут равными или разными — результата все равно один. Получатся новые магниты, каждый из которых будет иметь два полюса и нейтральную зону.
Магнитные линии выходят из северного полюса магнита и входят в южный. Линии замыкаются внутри магнита.
Магнитное поле, созданное двумя магнитами
Как будет выглядеть магнитное поле, созданное сразу двумя магнитами?
Если два магнита расположить друг к другу одноименными полюсами, то получим результат, показанный на рисунке 11.
Если два магнита расположить друг к другу разноименными полюсами, то получим совсем другую картину (рисунок 12).
Подтверждение вышесказанному вы можете легко получить, проводя тот же опыт с опилками. Опилки выстроятся вдоль магнитных линий, изображенных на рисунках выше.
Упражнения
Упражнение №1
Предложите способ определения полюсов намагниченного стального стержня.
Это можно сделать с помощью магнитной стрелки. Поднесите ее к одному из концов стального стержня. Посмотрите, в каком положении она установится. Если магнитная стрелка повернется к стержню южным полюсом, то этот конец стержня является его северным полюсом (рисунок 13).
К южному полюсу стержня стрелка повернется своим северным полюсом. Помните: разноименные полюса притягиваются, а одноименные — отталкиваются.
Упражнение №2
Какую форму надо придать проводу, чтобы при наличии тока в нем силовые линии его магнитного поля были расположены так же, как у полосового магнита?
Для этого нам нужно намотать этот проводник на катушку. Силовые линии магнитного поля катушки с током расположены так же, как и у полосового магнита (рисунок 14).
Задания
Задание №1
Дугообразный магнит поднесите к листу картона. Магнит не притянет его. Затем положите картон на мелкие гвозди и снова поднесите магнит. Лист картона поднимется, а за ним и гвозди. Объясните явление.
Магниты притягивают к себе не все материалы. Так, картон не притягивается к магниту, поэтому он останется неподвижен.
Когда вы положите картон на гвозди и поднесете магнит, то картон поднимется вместе с гвоздями. Точнее говоря, магнит будет притягивать к себе гвозди (так они сделаны из железа). Под действием магнитного поля магнита гвозди придут в движение и поднимут на себе картон (рисунок 15).
Задание №2
Положите дугообразный магнит на край стола. Тонкую иглу с ниткой положите на один из полюсов магнита. Затем осторожно потяните иглу за нить, пока игла не соскочит с полюса магнита. Игла зависает в воздухе (рисунок 16). Объясните явление.
Когда игла соскользнет с полюса магнита, она все еще будет находиться в его магнитном поле. Магнит продолжит притягивать ее. В этот момент сила натяжения нити уравновешивает силу притяжения магнита. Так будет казаться, что игла зависла в воздухе. Если же расслабить нить, то игла снова притянется к магниту и «прилипнет» к нему.
Параграф 60 — Перышкин А.В., 8 класс.
Постоянные магниты — тела, длительное время сохраняющие намагниченность.
2. Как Ампер объяснял намагничивание железа?
Ампер объяснял намагниченность железа и тали существованием электрических токов, которые циркулируют внутри каждой молекулы этих веществ.
3. Как можно теперь объяснить молекулярные токи Ампера?
В каждом атоме имеются отрицательно заряженные частицы — электроны. При движении электронов возникает магнитное поле, которое и вызывает намагниченность железа и стали.
4. Что называют магнитными полюсами магнита?
Полюса магнита — те места, где обнаруживаются наиболее сильные магнитные действия.
5. Как взаимодействуют между собой полюсы магнитов?
Поднося к полюсам магнитной стрелки магнит, можно заметить, что северный полюс стрелки отталкивается от северного полюса магнита и притягивается к южному полюсу. Южный полюс стрелки отталкивается от южного полюса магнита и притягивается северным полюсом.
6. Как можно получить представление о магнитном поле магнита?
С помощью железных опилок можно получить представление о виде магнитного поля постоянных магнитов.