نمونه سوالات متوسطه-هفتم تا کنکور یازدهم علوم تجربی فیزیک 2 فصل 3 بسته1

هنگامیکه یک آهنربای دائمی برای چندین بار و در یک جهت به یک سوزن خیاطی یا سوزن ته گرد کشیده شود، سوزن نیز برای مدتی آهنربا می شود. اگر این سوزن را توسط ریسمانی از وسط آن بیاویزیم که بتواند آزادانه بچرخد، یک سر آن تقریباً به سوی شمال جغرافیایی قرار میگیرد که این سر را قطب N مینامند. ولی دقت کنید بعد از مدتی سوزن خاصیت آهنربایی خود را از دست میدهد. ممکن است مفهوم قطبهای مغناطیسی به نظر مشابه مفهوم بارهای الکتریکی باشد و قطبهای شمال و جنوب، مشابه بارهای مثبت و منفی به نظر بیاید؛ ولی این مشابهت میتواند گمراه کننده باشد. بارهای مثبت و منفی مجزا وجود دارند، درحالی که هیچ گواه تجربی بر وجود تک قطبی مغناطیسی وجود ندارد، قطبهای مغناطیسی همواره به صورت زوج ظاهر می شوند.

چون با حرکت به سمت مرکز میله B نیروی جاذبه میان دو میله کاهش یافته است، قطعاً میله B آهنربا است (در دو سر آهنربا قدرت آهنربایی بیشتر است) ولی باتوجه به اینکه آهنربا هم میله فلزی و هم قطب ناهمنام آهنربای دیگر را جذب میکند، در مورد میله A نمیتوان نظر داد.

اگر یک آهنربا را به چند قسمت تقسیم کنیم، هریک از قطعه ها خود یک آهنربای مستقل خواهد بود.بنابراین اگر یک انتهای هر قطعه مثلاً قطب S باشد، انتهای دیگر آن قطب N خواهد بود و برعکس، بنابراین مطابق شکل قطبهای آهنرباها مشخص می شود.

عقربه مغناطیسی همواره درجهت خطوط میدان قرار میگیرد. همچنین خطوط میدان مغناطیسی در خارج از آهنربا از قطب N خارج و وارد قطب S میشوند و باتوجه به یکسان بودن آهنرباها، خطوط میدان دارای تقارن نسبت به دو آهنربا است. با ترسیم خطوط میدان مشخص می شود که عقربه مغناطیسی ابتدا قدری درجهت پادساعتگرد منحرف میشود و در انتها در همان جهت اولیه قرار میگیرد.

باتوجه به شکل زیر، در جابه جایی از A تا B، عقربه °۱۸۰ و از B تا C نیز °۱۸۰ درجه و به همین ترتیب هر ربع دایره، °۱۸۰ میچرخد؛ پس در ¾ دور، عقربه به اندازه ۱۸۰° × ۳ یعنی °۵۴۰ میچرخد.