Повні розв’язки, як у зошиті. Хочеш розібратися самостійно — під кожним завданням є «Пояснення з репетитором».
§ 14. Електромагніти та їх застосування
Завдання 4.1
Творче завдання з полярністю електромагніту
Запропонуйте спосіб намотування обмотки електромагніту, за якого на обох його кінцях під час проходження струму утворюватимуться південні полюси. Перевірте своє припущення експериментально.
Розв’язання
Наморуйте дріт навколо стрижня так, щоб при вході струму в обмотку на одному кінці та виході на іншому, вектори магнітної індукції були спрямовані в одну сторону (наприклад, від вас).
Підключіть джерело струму до обмотки так, щоб струм текв по дроту у напрямку, що забезпечує південний полюс на обох кінцях (наприклад, якщо дивитися з одного боку, стрижень має йти від вас).
Відповідь:
Для отримання південних полюсів на обох кінцях необхідно перевернути електромагніт навколо осі або змінити полярність джерела струму. Наприклад, якщо при першій підключенні північний полюс був ліворуч, то після переворачування електромагніту на 180° південний полюс опиниться ліворуч, а північний — праворуч.
Завдання 4.2
Питання для обговорення про поведінку рамки зі струмом
На рисунку зображено саморобний пристрій, який складається з батарейки (1,5 В), неодимових магнітів, рамки з 10 витків ізольованого мідного дроту (0,5 мм) і зігнутих певним чином канцелярських скріпок. Як, на вашу думку, поводитиметься рамка? Перевірте свою гіпотезу експериментально. Спробуйте пояснити поведінку рамки.
Розв’язання
Припустіть, що при включенні струму рамка стане електромагнітом і почне обертатися в полі постійних магнітів до положення, коли її власні полюси вирівнюються з полями магнітів (притягнення протилежних полюсів).
Перевірте гіпотезу: підключіть батарейку до дроту і спостерігайте, як рамка обертається та зупиняється в певному положенні.
Відповідь:
Рамка зі струмом почне обертатися навколо горизонтальної осі, поки не займе положення рівноваги, у якому її власний магнітний момент орієнтується вздовж ліній індукції зовнішнього магнітного поля.
