Фізика. 9 клас. Бар’яхтар

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

Підбиваємо підсумки розділу І. «Магнітне поле»

1. Вивчаючи розділ І, ви довідалися, що спочатку людина дізналася про постійні магніти та почала їх використовувати; значно пізніше було створено електромагніти, які знайшли широке застосування.

2. Ви з’ясували, що навколо намагніченого тіла, рухомої зарядженої частинки та провідника зі струмом існує магнітне поле.

3. Ви дізналися, що в магнітному полі всі речовини намагнічуються, але по-різному.

4. Ви з’ясували, що на провідник зі струмом, розміщений у магнітному полі, діє певна сила, — сила Ампера.

5. Ви повторили досліди М. Фарадея та ознайомилися з явищем електромагнітної індукції.

Завдання для самоперевірки до розділу І. «Магнітне поле»

Завдання 1, 2, 5-7 містять тільки одну правильну відповідь.

1. (1 бал) Південний магнітний полюс стрілки компаса зазвичай указує:

  • а) на північний географічний полюс Землі;
  • б) південний магнітний полюс Землі;
  • в) південний географічний полюс Землі;
  • г) екватор Землі.

2. (1 бал) Магнітне поле котушки зі струмом слабшає, якщо:

  • а) у середину котушки ввести залізне осердя;
  • б) збільшити число витків в обмотці;
  • в) зменшити силу струму;
  • г) збільшити силу струму.

3. (2 бали) Установіть відповідність між науковим фактом і дослідами, за допомогою яких цей факт було з’ясовано.

  • 1 Навколо провідника зі струмом існує магнітне поле
  • 2 Навколо планети Земля існує магнітне поле
  • 3 Два провідники зі струмом взаємодіють
  • 4 Змінне магнітне поле створює електричне поле
  • А Досліди А. Ампера
  • Б Дослід В. Ґільберта
  • В Дослід Г. Ерстеда
  • Г Дослід Ш. Кулона
  • Д Досліди М. Фарадея

4. (2 бали) Виберіть усі правильні твердження.

  • а) Полюс магніту — це ділянка поверхні магніту, де магнітна дія виявляється найсильніше.
  • б) Лінії індукції однорідного магнітного поля можуть бути викривлені.
  • в) Одиниця магнітної індукції в СІ — тесла.
  • г) Ротор — це нерухома частина двигуна.

5. (2 бали) У якому випадку (рис. 1) напрямок ліній індукції магнітного поля прямого провідника зі струмом зазначено правильно?

Рис. 1

6. (2 бали) Де на рис. 2 напрямок сили Ампера зазначено правильно?

Рис. 2

7. (2 бали) Прямолінійний провідник завдовжки 0,6 м розташований в однорідному магнітному полі індукцією 1,2 мТл під кутом 30° до ліній магнітної індукції поля. Визначте силу Ампера, яка діє на провідник, якщо сила струму в ньому 5 А.

  • а) 1,8 мН;
  • б) 2,5 мН;
  • в) 3,6 мН;
  • г) 10 мН.

8. (2 бали) Перед тим як подати зерно на жорна млина, це зерно пропускають між полюсами сильного електромагніта. Для чого це роблять?

9. (3 бали) Магнітна стрілка встановилася в магнітному полі котушки зі струмом так, як показано на рис. 3. Визначте полюси джерела струму.

Рис. 3

10. (3 бали) На рис. 4 зображено рамку, що повертається в магнітному полі постійного магніту. Визначте полюси джерела струму, до якого підключено рамку.

Рис. 4

11. (3 бали) На рис. 5 зображено провідник зі струмом, розташований у магнітному полі підковоподібного магніту. Визначте полюси магніту.

Рис. 5

12. (3 бали) Чи відхилиться магнітна стрілка від напрямку «північ — південь», якщо до неї піднести залізний брусок? мідний брусок?

13. (4 бали) Визначте полюси електромагніта (рис. 6). Як зміниться підіймальна сила електромагніта, якщо повзунок реостата пересунути ліворуч?

Рис. 6

14. (4 бали) Визначте напрямок індукційного струму в замкненому провідному кільці в момент замикання ключа (рис. 7).

Рис. 7

15. (4 бали) Сталевий стрижень завдовжки 40 см і масою 50 г лежить перпендикулярно до горизонтальних рейок (рис. 8). Уздовж рейок напрямлене однорідне магнітне поле індукцією 0,25 Тл. У стрижні пропускають електричний струм силою 2 А. З якою силою стрижень тисне на рейки?

Рис. 8

Звірте ваші відповіді з наведеними в кінці підручника. Позначте завдання, які ви виконали правильно, і визначте суму балів. Потім цю суму поділіть на три. Одержаний результат відповідатиме рівню ваших навчальних досягнень.

Тренувальні тестові завдання з комп’ютерною перевіркою ви знайдете на електронному освітньому ресурсі «Інтерактивне навчання».

Від зір до «летючих» жаб, або Навіщо потрібні надпотужні магніти

У більшості людей магніти асоціюються з компасом. Інженери згадають ще про їх застосування в електродвигунах і генераторах електричного струму. Але всі ці конструкції вже давно відомі. Отже, подальше вивчення магнітних явищ є зайвим?

Не поспішайте з відповіддю, згадайте, наприклад, про потяги «без тертя». Рейками для таких потягів є магнітне поле. Два магніти, один із яких розміщений в опорах, а другий — у самому потязі, повернені один до одного однойменними полюсами, а отже, відштовхуються. Як результат — потяг ніби «летить» над дорогою. Про переваги такого технічного рішення докладно було розказано на «Енциклопедичній сторінці» в підручнику для 7 класу.

Розглянемо ще кілька прикладів застосування надпотужних магнітів. Але спочатку визначимося, що називають надпотужними магнітами. Для цього порівняємо індукції магнітних полів, створюваних різними об’єктами, за таблицею, в якій наведено, у скільки разів індукція В магнітного поля певного об’єкта відрізняється від індукції В3 магнітного поля Землі. Магнітне поле Землі, порівняно невелике, іноді є шкідливим, і вчені навчилися екранувати його (знижувати) в спеціально обладнаних приміщеннях — магнітоекранованих кімнатах. Найменше значення магнітного поля в такій кімнаті є у 10 мільйонів разів меншим, ніж поле Землі.

Як бачимо з таблиці, створено магніт, індукція магнітного поля якого сильніше за індукцію магнітного поля Землі у 200 000 разів. Для чого потрібні такі потужні магніти?

Насамперед фізикам потрібні потужні магніти для утримання пучків заряджених частинок у прискорювачах. На рис. 1 зображено один із найбільших у світі прискорювачів. По гігантському кільцю діаметром кілька кілометрів рухаються заряджені частинки. Щоб вони «не вихлюпувалися» на стінки, й потрібні надпотужні магніти (рис. 2).

Рис. 1. Один із найбільших у світі прискорювачів заряджених частинок

Рис. 2. Надпотужні магніти, які утримують заряджені частинки всередині прискорювача

Широко відоме застосування надпотужних магнітів у медицині: за їхньою допомогою одержують зображення внутрішніх органів людини (рис. 3, 4). На відміну від діагностики за допомогою рентгенівських променів, метод магнітного резонансу є значно безпечнішим.

Рис. 3. Обладнання для дослідження внутрішніх органів людини за допомогою магнітного резонансу

Рис. 4. Знімок суглоба, отриманий із використанням методу магнітного резонансу

Насамкінець наведемо ще один приклад застосування надпотужних магнітів. Інженери вже навчили «літати» важкі потяги, а чи можна навчити літати людину або тварину?

Виявляється, вся справа в матеріалах. У конструкції потяга для підсилення магнітного поля можна використати спеціальні матеріали, а от речовини, з яких складається організм, таких властивостей не мають. Не вживлювати ж заради сумнівного задоволення у тіло «залізячки»! Та на шляху опанування левітації допомогли надпотужні магніти. З’ясувалося, що в разі дуже сильних магнітних полів навіть слабкого магнетизму організму достатньо для забезпечення потрібної сили відштовхування. Ученим удалося змусити «літати» жабу, помістивши її під час експерименту над надпотужним магнітом (рис. 5). За словами дослідників, після польоту мандрівниця почувалася нормально. Лишилася «дрібниця»: збільшити магнітне поле в 10-100 разів — і людина пізнає п’янке відчуття польоту.

Рис. 5. «Летюча» жаба

Орієнтовні теми проектів

  • 1. Магнітні матеріали та їх використання.
  • 2. Магнітний запис інформації.
  • 3. Вияви та застосування магнітних взаємодій у природі й техніці.
  • 4. Геомагнітне поле Землі.
  • 5. Магнітні бурі та їхній вплив на здоров’я людини.
  • 6. Різноманітні електромагнітні пристрої.
  • 7. Генератори електричного струму.

Теми рефератів і повідомлень

  • 1. Вплив магнітного поля на якість і швидкість проростання насіння.
  • 2. Вплив магнітного поля на життя та здоров’я людини.
  • 3. Сила Лоренца. Вияви сили Лоренца в природі, застосування в техніці.
  • 4. Історія вивчення магнетизму.
  • 5. Магнітні моменти атома та його складників.
  • 6. Антимагнітні речовини та їх застосування.
  • 7. Внесок українських учених у вивчення магнетизму.
  • 8. М. Фарадей і Дж. Максвелл — засновники теорії електромагнітного поля.
  • 9. Магнітні бурі в атмосфері планет-гігантів Сатурна й Урана.
  • 10. Нікола Тесла — людина, яка випередила свій час.
  • 11. Як працюють прискорювачі заряджених частинок.
  • 12. Що таке магнітний сепаратор і для чого він призначений.
  • 13. МГД-генератор: що він генерує і як працює.
  • 14. Що таке петля гістерезису і як вона пов’язана з намагнічуванням і перемагнічуванням.
  • 15. Магнітна рідина: унікальні властивості, приклади застосування.

Теми експериментальних досліджень

  • 1. Вивчення властивостей постійних магнітів.
  • 2. Дослідження магнітного поля Землі.
  • 3. Вимірювання магнітної індукції магнітного поля котушки зі струмом; магнітного поля підковоподібного магніту.
  • 4. Виготовлення генератора електричного струму.
  • 5. Дослідження явища електромагнітної індукції.
  • 6. Виготовлення магнітної рідини, дослідження її властивостей.
  • 7. Виготовлення електродвигуна.
ГДЗ до підручника можна знайти тут.

buymeacoffee