ГДЗ · Фізика · 9 клас

Сторінка 81

Фізика, Бар’яхтар В. Г., Божинова Ф. Я., Довгий С. О., Кірюхін М. М., Кірюхіна О. О., за ред. Довгого С. О., 2026 · № 1 (с. 81)–6 · 6 завдань

Повні розв’язки, як у зошиті. Хочеш розібратися самостійно — під кожним завданням є «Пояснення з репетитором».

§ 10. Індукція магнітного поля. Лінії магнітної індукції. Магнітне поле Землі

Завдання 1 (с. 81)

Аналіз ліній магнітної індукції на рисунках а, б, в

На рис. 1 зображено три випадки (а, б, в) ліній магнітної індукції. Для кожного треба визначити: 1) однорідність поля; 2) напрямок вектора $B$ у точках $A$ та $B$ ; 3) де ( $A$ чи $B$ ) модуль індукції більший.

Розв’язання

Випадок а: Лінії прямі, паралельні й рівномірно розташовані $\to$ поле однорідне. Вектор $B$ спрямований вгору (за стрілками). Оскільки відстань між лініями однакова, $B_{A} = B_{B}$ .
Випадок б: Лінії прямі, паралельні й рівномірно розташовані $\to$ поле однорідне. Лінії перпендикулярні до площини рисунка і напрямлені до нас (зображені крапками). Вектор $B$ спрямований від спостерігача (до нас) у точках $A$ та $B$ . Модуль однаковий.
Випадок в: Лінії викривлені, їх відстань змінюється $\to$ поле неоднорідне. Вектор $B$ спрямований по дотичній до лінії в точках $A$ та $B$ . У точці $B$ лінії щільніші, отже $B_{B} > B_{A}$ .

Відповідь:

а) Однорідне; $B$ спрямований вгору; $B_{A} = B_{B}$ .
б) Однорідне; $B$ спрямований до нас (від читача); $B_{A} = B_{B}$ .
в) Неоднорідне; $B$ спрямована по дотичній до лінії вгору-вправо; $B_{B} > B_{A}$ .

Завдання 2 (с. 81)

Магнітизація сталевих віконних ґрат

Поясніть фізичну причину, чому сталеві віконні ґрати з часом можуть стати магнітами.

Розв’язання

Сталь належить до феромагнетиків, які легко намагнічуються у присутності зовнішнього магнітного поля.
Віконні ґрати постійно перебувають у полі від магнітів (наприклад, на холодильнику) або інших джерел.
Постійний вплив призводить до того, що доменні області всталеві синтетично орієнтуються, і матеріал зберігає залишкову намагніченість.

Відповідь:

Сталеві ґрати можуть намагнитися через феромагнетизм сталі: постійний вплив слабких магнітних полів (від магнітів на холодильнику тощо) призводить до переорієнтації доменів і зберігання залишкової намагніченості.

Завдання 3 (с. 81)

Аналіз поля двох постійних магнітів на рисунку 2

На рис. 2 два однакові постійні магніти розташовані полюсами до одного (N-N) та (S-S). Точки $A$ , $B$ , $C$ знаходяться в різних положеннях. Визначити: 1) чи є поле в точці $A$ ; 2) напрямок $B$ у точках $B$ та $C$ ; 3) де ( $A, B, C$ ) індукція найбільша; 4) напрямок $B$ всередині магнітів.

Розв’язання

Точка А: Знаходиться між двома північними полюсами ( $N - N$ ). Лінії відштовхуються одна від одної, але в цій точці вони перетинаються (або дуже близько до центру симетрії), тому магнітне поле існує.
Точка В: Знаходиться між двома південними полюсами ( $S - S$ ). Лінії входять у обидва полюси, отже напрямок $B$ спрямований вниз (до площини рисунка або вгору залежно від орієнтації, але за схемою — до $S$ -полюсів). Оскільки лінії йдуть від $N$ до $S$ , а тут ми між двома $S$ , вектор спрямований вниз (до нижньої частини сторінки) або вгору? Перевіримо: лінії закриваються, виходять з верхніх $N$ і входять у нижні $S$ . Точка $B$ знаходиться між двома нижніми полюсами $S$ , отже вектор спрямований вниз (до площини).
Точка С: Знаходиться праворуч від магнітів. Лінії виходять з верхніх $N$ і загинаються до нижніх $S$ . Вектор $B$ спрямований вниз-вправо (за дотичною до ліній).
Найбільша індукція: Найщільніше розташовані лінії біля полюсів ( $N$ та $S$ ). Точка $A$ знаходиться між двома сильними полюсами, де поля додаються (або суперечать), але найменша відстань до джерела. Однак, зазвичай максимальне поле біля самих полюсів. Порівнюючи $A, B, C$ : точка $A$ знаходиться між двома північними полюсами, де лінії розбігаються, але все одно поле є сильним. Точка $B$ — між двома південними. Точка $C$ — далі від магнітів. Найбільша індукція в точці $A$ або $B$ (між полюсами), де лінії найщільніші.
Всередині магнітів: Лінії йдуть від південного полюса ( $S$ ) до північного ( $N$ ).

Відповідь:

1) Так, поле існує в точці $A$ .
2) У точці $B$ напрямок $B$ спрямований вниз (до площини рисунка); у точці $C$ — вниз-вправо.
3) Найбільша індукція в точці $A$ (або $B$ , оскільки вони симетричні щодо полюсів).
4) Всередині магнітів напрямок $B$ спрямований від південного ( $S$ ) до північного ( $N$ ) полюса.

Завдання 4 (с. 81)

Джерело поля та аналіз фото

На рис. 3 зображено фото картини магнітних ліній магнітного поля, отриманої за допомогою залізних ошурків. Потрібно визначити джерело поля та інформацію про нього з фото.

Розв’язання

Визначаємо, що створило поле: під ошурками видно два темні об'єкти з характерними полюсами (N і S), отже це постійні магніти.
Аналізуємо форму ліній: вони виходять з одного полюса однієї палички і входять у іншу, або навпаки, що свідчить про наявність двох джерел поля.

Відповідь:

Джерелом магнітного поля є два постійні магніти (магнітні палички). З фото можна дізнатися, що поле неоднорідне, лінії найщільніше розташовані біля полюсів магнітів і навколо них, а також побачити загальну форму силових ліній у просторі між двома магнітами.

Завдання 5

Проблема компасів біля полюсів

Раніше під час експедицій на Північний полюс виникали труднощі з визначенням напрямку руху, оскільки звичайні компаси майже не працювали. Потрібно пояснити причину цього явища.

Розв’язання

Нагадуємо, що поблизу магнітних полюсів Землі лінії індукції майже вертикальні (нахил до поверхні).
Розуміємо, що горизонтальна стрілка звичайного компаса не може вказати напрямок на вертикально спрямовані лінії поля.

Відповідь:

Звичайні компаси майже не працюють біля полюсів, оскільки магнітні лінії Землі там нахилені до вертикалі (магнітна стрілка прагне опуститися), а звичайна стрілка компаса розташована горизонтально і не може вказати напрямок у просторі, де поле спрямоване майже вниз або вгору.

Завдання 6

Роль магнітного поля Землі та його зникнення

Потрібно дізнатися значення магнітного поля для життя на планеті та уявити, що станеться, якщо воно раптово зникне.

Розв’язання

Визначаємо функції поля: воно захищає планету від сонячного вітру (заряджених частинок), запобігаючи розсіянню атмосфери, і слугує компасом для мігруючих тварин.
Уявляємо наслідки зникнення: без цього щита атмосфера поступово руйнувалася б під дією сонячного вітру, а життя було б під загрозою через високий рівень радіації; тварини втратили б орієнтир.

Відповідь:

Магнітне поле Землі захищає планету від шкідливих заряджених частинок сонячного вітру, зберігаючи атмосферу та забезпечуючи безпечні умови для життя. Воно також допомагає тваринам орієнтуватися. Якби поле раптово зникло, атмосфера поступово розсіювалася б під дією сонячного вітру, поверхня планети стала б дуже радіаційно небезпечною для життя, а багато видів тварин втратили б здатність орієнтуватися.