Постоянные магниты

Полосовой магнит поднесли к россыпи скрепок. Больше всего скрепок удержалось у концов магнита. Что это говорит о его строении и действии?

Что называют постоянным магнитом

Постоянный магнит — тело, которое длительное время сохраняет намагниченность и магнитное действие.

Области наиболее сильного действия называют магнитными полюсами. У полосового магнита они расположены у противоположных концов. Их обозначают $N$ и $S$.

Магнит притягивает не любой металл

Проверь одинаковым способом стальную шайбу, медную пластинку, алюминиевую полоску и пластик. Сначала запиши прогноз.

В данном наборе заметно притягивается железо или сталь. Медный и алюминиевый образцы и пластик не ведут себя так же. Поэтому фраза «магнит притягивает все металлы» неверна.

Вывод не должен быть шире опыта: мы говорим о проверенных образцах и изучаем качественное действие, а не измеряем его числом.

Где действие сильнее

Поднеси разные участки полосового магнита к одинаковым скрепкам. У концов действие заметнее, в средней части — слабее. Это помогает найти полюса качественно.

Скрепка — индикатор, а не точный измерительный прибор. Количество удержанных скрепок зависит также от их формы, массы и расположения.

Как взаимодействуют полюса

Сделай прогноз для трёх пар:

$$N-N,\qquad S-S,\qquad N-S.$$

После проверки сформулируй правило:

Одноимённые полюса отталкиваются, разноимённые полюса притягиваются.

То есть

$$N-N:\ \text{отталкивание},$$ $$S-S:\ \text{отталкивание},$$ $$N-S:\ \text{притяжение}.$$

Буквы N/S задают полюса, стрелки показывают направление движения магнитов; вывод подтверждают реальным безопасным опытом.

Как определить неизвестный полюс

Используй магнит с известным полюсом. Если известный $N$ отталкивается от выбранного конца неизвестного магнита, то этот конец тоже $N$.

Одного притяжения недостаточно для полного вывода: магнит может притягивать ненамагниченный железный предмет. Надёжнее провести серию проверок с известными полюсами.

Можно ли разделить полюса

Представь, что полосовой магнит разломили пополам. Получатся ли отдельные $N$ и $S$?

Нет. Каждый фрагмент становится меньшим магнитом с двумя полюсами:

$$[N\;---\;S]\quad +\quad [N\;---\;S].$$

Разломом обычного магнита отдельный северный или южный полюс не получают. Это свойство называют неразделимостью магнитных полюсов.

Магнитная стрелка

Свободно подвешенный небольшой магнит поворачивается и устанавливается в определённом направлении. Магнитная стрелка компаса — постоянный магнит.

Рядом с другим магнитом направление стрелки изменяется. На следующем уроке это действие будет объяснено с помощью модели магнитного поля.

Паспорт магнита

Заполни четыре строки:

Правило хорошего вывода: не добавляй то, чего не наблюдал и не проверял.

Безопасность опыта

• используй обычные учебные магниты, а не сильные неодимовые;
• не допускай защемления пальцев;
• держи магниты вдали от телефонов, банковских карт и электронных носителей;
• железные опилки применяй только в герметичной кассете;
• после опыта пересчитай и убери оборудование.

Проверь себя

1. Что называют постоянным магнитом?
2. Где у полосового магнита расположены полюса?
3. Почему утверждение «магнит притягивает все металлы» неверно?
4. Как взаимодействуют одноимённые и разноимённые полюса?
5. Что получится после разлома магнита?
6. Почему притяжение к известному полюсу не всегда достаточно для определения неизвестного тела?

Ответы

1. Тело, длительно сохраняющее намагниченность и магнитное действие.
2. У противоположных концов, где действие наиболее сильное.
3. Проверка показывает разное поведение материалов; например, медь и алюминий не притягиваются как железо/сталь.
4. Одноимённые отталкиваются, разноимённые притягиваются.
5. Два меньших магнита, у каждого есть $N$ и $S$.
6. Ненамагниченное железное тело тоже может притягиваться, поэтому нужна серия проверок, включая отталкивание.