Fisica 2 - Esercizi

Università degli Studi di Roma “La Sapienza”

Sede di Latina

Corso di Laurea di Primo Livello in Ingegneria dell’Informazione

Corso di Fisica 2 – 1° Modulo

Prof. F. Michelotti

Esercitazione di autovalutazione numero 2 – Magnetostatica nel vuoto

r-31 6

1) Un elettrone (m=9·10 kg) viene sparato con velocità di modulo v=3·10 v0m/s al centro di una delle due facce circolari di un solenoide rettilineo di raggio R=5cm, lunghezza L=50cm e dotato di un numero di spire per unità di lunghezza pari ad n=1000spire/m.

Inizialmente la sua velocità forma un angolo θ=30° con l’asse del solenoide. Calcolare la corrente che deve scorrere nell’avvolgimento del solenoide affinché l’elettrone non ne urti la parete interna.

Nella soluzione del problema si consideri il campo generato dal solenoide come se fosse generato da un solenoide indefinito a spire strette.

I1b

2) Un filo indefinito ed una spira quadrata di lato a=10cm sono percorsi rispettivamente dalle correnti stazionarie I=10A e I=4A. Essi sono disposti su uno stesso piano come indicato in figura con b=2.5cm. I fili sono ricoperti di uno strato isolante e non sono quindi in contatto elettrico.

Si calcoli, in modulo direzione e verso, la forza magnetica totale subita dalla spira.

I21 2

3) Una sottile corona circolare di materiale isolante di raggio interno a=5cm ed esterno b=25cm è carica con una densità di carica uniforme σ=10-6 2 C/m .

La corona è in rotazione intorno ad un asse perpendicolare al piano che la contiene e passante per il centro con velocità angolare costante ω=7500giri/min.

Si calcoli il campo di induzione magnetica, in modulo direzione e verso, generato al centro della corona. Si determini poi il momento magnetico della corona.

4) Un cavo coassiale è costituito da un conduttore centrale di sezione di raggio pari a r=0.5mm e da una guaina esterna di raggio interno pari a R=3mm e spessore d=1mm. I due conduttori sono separati da una un guaina isolante.

Supponendo che il cavo sia percorso dalla corrente I=1A si calcoli il campo di induzione in funzione della distanza dall’asse del cavo.

Note

• In un cavo coassiale la stessa corrente scorre nei due conduttori con verso opposto.
• Si operi come se lo spazio tra i due conduttori fosse vuoto (µ0).
• Questo esercizio fa uso della legge di Ampère. Nel primo compito d’esame (16/12/05) non ci saranno esercizi su tale legge mentre nel secondo potrebbero essercene.