Мордехай Тульчинский - Качественные задачи по физике в средней школе и не только…

Рис. 95

197. «Невозможный» электромагнит

Если вы уже ознакомились с решением задачи 192, то можете сделать (поспешный) вывод, что описанная ситуация невозможна: у магнита всегда должны быть два полюса. Однако это не противоречит тому, что оба конца магнита могут быть одноименными полюсами, – при условии, что посередине расположен второй полюс! Для подковообразного сердечника этого можно добиться, к примеру, намоткой провода, показанной на рис. 96.

Рис. 96

А как намотать провод на прямой брусок, чтобы получился электромагнит с одноименными полюсами на концах?

198. Металл под запретом

Индукционная плита разогревает не поверхность под посудой, а саму посуду. Под поверхностью плиты установлены индукционные катушки, которые создают переменное магнитное поле. Под действием этого поля в металле возникают вихревые индукционные токи, которые разогревают металл. Такое поле действует на любой металл, а необходимость в специальной посуде (хорошо известная проблема обладателей индукционных плит) вызвана тем, что не для всех металлов эффективность нагрева индукционными токами достаточна.

Излучение катушки может распространяться не только вверх, к поверхности плиты, но и вниз, под катушку, так что расположенная под варочной панелью металлическая посуда теоретически тоже может нагреваться. Конечно, производители индукционных плит предусматривают защиту снизу, но это тот случай, когда чем больше предусмотрительности, тем лучше.

199. Магнитная несправедливость

Ток в проводнике обеспечивается движением свободных электронов. Свободные электроны есть в любом металле, а переменное магнитное поле просто создает электрическое поле, заставляющее эти электроны двигаться.

Намагниченность возникает из-за того, что атомы металла, представляющие собой «элементарные магнитики», под действием внешнего магнитного поля ориентируются в одном направлении, так что их поля складываются в единое сильное поле – и металл превращается в магнит, который притягивается к внешнему магниту. Не во всех металлах атомы ведут себя как «элементарные магниты», поэтому и магнитные свойства присущи не всем металлам.

200. Распознать магнит амперметром

Медь магнитом не притягивается, так что самый простой способ определить намагниченность нам недоступен. Воспользуемся явлением электромагнитной индукции: свернем из провода кольцо (можно в несколько витков), подключим его к клеммам амперметра и будем помещать брусок внутрь кольца и вынимать оттуда. Если брусок намагничен, будет меняться магнитный поток (количество силовых линий магнитного поля) внутри кольца— и по кольцу потечет ток, который мы заметим по отклонению стрелки амперметра.

А можно ли теми же подручными средствами определить, где у намагниченного бруска находится северный полюс, а где южный?