4. Ученик нарисовал, как в плоскости вокруг постоянного полосового магнита расположены магнитные стрелки (1 - 4) (см. рис.). Расположение какой из стрелок указано неверно?

Решение:

Магнитные стрелки всегда располагаются вдоль линий магнитного поля. Внешнее магнитное поле полосового магнита выходит из северного полюса (N) и входит в южный полюс (S). Маленькая стрелка компаса указывает направление линий магнитного поля, то есть её северный полюс направлен по полю.

Рассмотрим расположение стрелок:

• Стрелка 1: Направлена от южного полюса магнита, что соответствует выходу линий поля из южного полюса. Это неверно. Линии поля должны входить в южный полюс.
• Стрелка 2: Направлена к южному полюсу магнита. Ее северный полюс (указанный стрелкой) направлен по полю, что корректно.
• Стрелка 3: Направлена от северного полюса магнита, что соответствует выходу линий поля из северного полюса. Её северный полюс (указанный стрелкой) направлен по полю, что корректно.
• Стрелка 4: Направлена к северному полюсу магнита. Ее северный полюс (указанный стрелкой) направлен против поля, что неверно. (На самом деле, стрелка 4 указывает в сторону от северного полюса, что верно, если она находится выше магнита.)

Пересмотрим стрелку 4: она направлена от северного полюса (N), что корректно, как и стрелка 3. Стрелка 1 указывает от южного полюса (S), что неверно, линии поля входят в южный полюс. Стрелка 2 указывает к южному полюсу (S), что верно.

Давайте ещё раз проверим.

У полосового магнита:

• От северного полюса (N) линии поля выходят.
• К южному полюсу (S) линии поля входят.

Магнитная стрелка (компаса) имеет северный (N) и южный (S) полюса. Северный полюс стрелки (указанный наконечником) всегда направлен вдоль линии магнитного поля, то есть по направлению от N к S.

1. Стрелка 1: её северный полюс направлен ОТ южного полюса магнита. Это неправильно. Линии поля должны входить в южный полюс.

2. Стрелка 2: её северный полюс направлен К южному полюсу магнита. Это правильно.

3. Стрелка 3: её северный полюс направлен ОТ северного полюса магнита. Это правильно.

4. Стрелка 4: её северный полюс направлен ОТ северного полюса магнита. Это правильно.

Значит, неверно указано расположение стрелки 1.

Ответ: 1.