Взаимодействие магнитов.

1. Как взаимодействуют между собой постоянные магниты? Сделайте рисунок.
   Постоянные магниты (их часто называют просто магниты) притягиваются друг к другу разноимёнными полюсами и отталкиваются одноимёнными. Это проиллюстрировано на рис. 107.
   
   Рис. 107. Взаимодействие постоянных магнитов.
   Прямоугольники — постоянные магниты.
   Буква \mathrm{N} указывает на северный полюс магнита,
   \mathrm{S}~- на южный.
   а) Магниты ориентированы друг к другу разноимёнными полюсами — поэтому они притягиваются друг к другу, это изображено на рисунке стрелочками.
   б) Магниты ориентированы друг к другу одноимёнными полюсами (северными) — поэтому они отталкиваются друг от друга, это изображено на рисунке стрелочками.
   в) Магниты ориентированы друг к другу одноимёнными полюсами (южными) — поэтому они отталкиваются друг от друга.
   (Как видно из рисунка не важно, какими именно одноимёнными полюсами ориентированы друг к другу магниты, в любом случае, если магниты ориентированы друг к другу одноимёнными полюсами, то они отталкиваются), это изображено на рисунке стрелочками.
2. Что такое постоянный магнит?
   Постоянный магнит, это тело — длительное время, сохраняющее намагниченность.¹
3. Если разрезать постоянный магнит посередине, получится ли два магнита, у каждого из которых будет только один полюс? Сделайте рисунок.
   Нет, если разрезать магнит посередине, получится два магнита у каждого из которых будет два полюса. Посмотрите на рис. 108.
   
   Рис. 108. Разрезание магнита.
   Сверху изображён постоянный магнит.
   Пунктиром изображена плоскость, которой мы разрежем этот магнит на две части. Стрелочки указывают, как мы разнесём эти части в пространстве после разрезания.
   На рисунке видно, что после разрезания магнита на две части, получилось два магнита, у каждого из которых, по-прежнему два полюса.
4. Объясните, что такое магнитное поле.
   Магнитное поле — это то, с помощью чего взаимодействуют постоянные магниты и то, кроме электрического поля с помощью чего взаимодействуют движущиеся заряды.
5. Опишите механизм взаимодействия, движущихся зарядов и постоянных магнитов с помощью магнитного поля.
   Движущиеся заряды и постоянные магниты, создают вокруг себя магнитное поле, оно распространяется в пространстве с огромной скоростью и начинает действовать на другие движущиеся заряды и постоянные магниты, когда достигает их.
6. Действует ли магнитное поле, создаваемое неким зарядом или постоянным магнитом сам этот заряд или этот постоянный магнит?
   Нет, магнитное поле, создаваемое каким-нибудь зарядом или постоянным магнитом, не действует на сам этот заряд или постоянный магнит.
7. Какой величиной характеризуется магнитное поле?
   Магнитное поле характеризуется вектором магнитной индукции \vec{B}.
8. Что берётся за направление вектора магнитной индукции? Сделайте рисунок.
   За направление вектора магнитной индукции принимается направление, которое показывает северный полюс (N) магнитной стрелки (стрелки компаса), свободно (под действием только магнитных сил, то есть сил, действующих со стороны магнитного поля) устанавливающейся в магнитном поле. (Так как магнитное поле связано с движением, то наличие, магнитного поля в какой-либо точке пространства, а также величина и направление вектора магнитной индукции \vec{B} зависят от выбора системы отсчёта).
   Посмотрите на рис. 109.
   
   Рис. 109. Направление вектора магнитной индукции.
   \mathrm{A}~- некоторая точка пространства,² ручкой изображена северная часть магнитной стрелки (северная часть магнитов часто обозначается синим цветом), карандашом изображена южная часть магнитной стрелки (южная часть магнитов часто обозначается красным цветом);
   буква \mathrm{N} обозначает северное направление магнитной стрелки,
   а буква \mathrm{S}~- южное направление магнитной стрелки.
   \vec{B}~- вектор магнитной индукции в точке \mathrm{A}.
   На рис. 109 магнитная стрелка, свободно устанавливающаяся (то есть не закреплённая, способная свободно поворачиваться под действием магнитного поля). С помощью неё определяется направление вектора \vec{B}, он направлен, так же как эта стрелка. (Про определение модуля вектора магнитной индукции будет в пункте про силу Ампера).
9. Запишите формулу, иллюстрирующую принцип суперпозиции магнитных полей.
   \vec{B}=\vec{B}_1+\vec{B}_2+⋯+\vec{B}_N;
   где \vec{B}~- магнитная индукция результирующего (результирующего это значит созданного всеми N движущимися зарядами или постоянными магнитами вместе) магнитного поля в данной точке,
   \vec{B}_i~- магнитная индукция, которую бы создавал в этой точке i-ый движущийся заряд или постоянный магнит, если бы он только один создавал магнитное поле в этой точке,
   N~- число движущихся зарядов или постоянных магнитов, создающих магнитное поле в этой точке.
10. Изобразите картину линий магнитного поля, создаваемого постоянным полосовым магнитом.
    Примерная³ картина линий магнитного поля, создаваемого постоянным полосовым магнитом, изображена на рис. 110.
    Посмотрите на рис. 110.
    
    Рис. 110. Картина линий магнитного поля полосового магнита.
    Стрелочки на линиях указывают их направление.
    Пунктиром отмечено, что изображение линии на рисунке заканчивается, хотя она продолжается дальше.
    \mathrm{A}~- точка, в которой показан вектор магнитной индукции \vec{B}, магнитного поля, создаваемого этим магнитом.
    \mathrm{k}~- касательная к линии магнитного поля, проведённая в точке \mathrm{A} (на рисунке изображена пунктиром).
11. Изобразите картину линий магнитного поля, создаваемого постоянным подковообразным магнитом.
    Примерная картина линий магнитного поля, создаваемого постоянным подковообразным магнитом, изображена на рис. 111.
    
    Рис. 111. Картина линий магнитного поля подковообразного магнита.
    Стрелочки на линиях указывают их направление.
    Пунктиром отмечено, что изображение линии на рисунке заканчивается, хотя она продолжается дальше.⁴
12. Поясните по одному из приведённых рисунков, что такое силовые линии магнитного поля.
    Посмотрите на рис. 110. Видно, что вектор магнитной индукции \vec{B} поля в точке \mathrm{A} лежит на касательной к силовой линии, проведённой в этой точке \mathrm{A} и направлен так же, как и линия магнитного поля в точке \mathrm{A}. В то же время чем ближе мы находимся к торцам⁵ магнита, тем больше модуль магнитной индукции поля и тем больше силовых линий приходится на единицу площади.
13. Что такое силовые линии магнитного поля?
    Силовые линии магнитного поля (их ещё называют линиями магнитной индукции) — это такие линии, касательные к которым в каждой их точке, содержат вектора магнитной индукции этого поля в этой точке, причём эти линии направлены так же, как эти вектора; а густота (число линий на единицу площади) этих линий тем больше, чем больше модуль магнитной индукции магнитного поля.

Сноски:

1. Такое определение в учебнике, мне не нравится, непонятно сразу что такое намагниченность… В Википедии тоже самое только подробней и поэтому больше непонятного. Может убрать это определение?
2. В системе отсчёта, связанной с изображённой магнитной стрелкой?)
3. Как поле распределено внутри магнита я представляю себе смутно, как и обострение на углах. Думаю, примерного рисунка тут достаточно. (На рисунке стоит нарисовать магнитные линии подальше, чтобы касательная, изображённая пунктиром, не смешивалась с окончанием их изображения).
4. Как эти линии идут внутри магнита – я не знаю, хотя наверно могу нарисовать.
5. Опять же, что насчёт заострения на углах?

Ссылки:

1. Эти же вопросы без ответов.
2. Следующая тема (Магнитное поле проводника с током).
3. Предыдущая тема (Токи в разных средах).
4. Для комментариев, касающихся не только ЕГЭ по физике или этого сайта.