Fisica generale 2 - Esercizi

A B

(iii) la potenza dissipata in R. -8

Tema n. 8. Quattro particelle, aventi la stessa carica q= 4*10 C, sono poste ai vertici di un

quadrato di lato l= 20 cm. Calcolare:

1. l’intensità del campo elettrico E nel centro O del quadrato;

2. la differenza di potenziale tra O ed il punto medio di uno dei lati;

3. il lavoro necessario per avvicinare le cariche e disporle sui vertici di un

quadrato di lato l/4.

Tema n. 9. Due condensatori isolati, di capacità C =40 nF e C = 70 nF, sono caricati con la stessa

1 2

∆V=100 V. Calcolare:

(i) la carica complessiva Q su due armature collegate quando si collega l’armatura negativa

del primo condensatore con l’armatura positiva del secondo;

(ii) la differenza di potenziale tra le due coppie di armature quando si collegano le due

rimanenti armature. 2

Tema n. 10. Un condensatore piano è costituito da due armature, di area S= 50 cm e distanziate di

d=1.5 mm, collegate ai poli di un generatore di f.e.m. f=400 V. Calcolare la capacità C del

condensatore risultante, la carica q su una delle armature e l’energia immagazzinata dal

condensatore, quando si inserisce centralmente una lamina di alluminio avente spessore d =0.3 mm.

1

Tema n. 11. Una resistenza corazzata viene collegata ad un generatore di f.e.m. continua f=150 V e

resistenza interna trascurabile tramite una coppia di fili, aventi una lunghezza l=300 m, una sezione

2 -8

costante S=25 mm e resistività ρ=10 Ω m, e dissipa una potenza di 2 kW. Calcolare (i) il valore

della resistenza corazzata, (ii) la potenza dissipata nel caso di collegamento diretto al generatore e

(iii) la potenza massima che si può sviluppare nel caso di collegamento della resistenza corazzata al

generatore tramite i fili.

Tema n. 12. Un filo di rame di lunghezza l=1m e sezione rettangolare (a=5 mm e b= 10mm), è

percorso da una corrente di intensità costante ed uniforme i=10 A. Calcolare: 28 -3

(i) la velocità di drift degli elettroni di conduzione (nel rame n=8.49*10 m );

(ii) la forza magnetica risentita dagli elettroni, quando il filo viene immerso in un campo

magnetico uniforme B=1 T, perpendicolare al filo ed al lato b;

(iii) la tensione di Hall. La tensione di Hall è una funzione del tempo o tende ad assumere un

valore di equilibrio?

Tema n. 13. Una bobina circolare di raggio r=8 cm, formata da N=50 spire, è percorsa da una

corrente di intensità i=300 mA ed è posta in un campo magnetico uniforme B= 1.0 T. Calcolare il

momento magnetico della bobina ed il valore massimo del modulo del momento delle forze agenti

sulla bobina.

Tema n. 14. Una particella carica puntiforme, di massa m=5 g, si trova in condizioni di equilibrio in

una certa posizione sotto l’azione del suo peso e della forza dovuta a un campo elettrico uniforme di

3

intensità E=5*10 V/m. Quale è la carica q della particella? Ω

Tema n. 15. Un conduttore omogeneo di sezione costante ha resistenza R=80 e la differenza di

∆V=100

potenziale fra i suoi estremi è V. Calcolare:

(i) La differenza di potenziale fra due punti A e B del conduttore se la resistenza del tratto

Ω.

compreso è R =25

1

(ii) La differenza di potenziale ai capi del tratto in questione se fra A e B si collega un filo di

Ω

resistenza R =45 in parallelo alla resistenza R .

2 1

Tema n. 15. Una bobina circolare di raggio r=8 cm, formata da N=30 spire, è percorsa da una

corrente di intensità i=2.5 A ed è posta in un campo magnetico uniforme B=2 T. Calcolare il

momento magnetico della bobina.

Tema n. 16. Una carica elettrica q è distribuita uniformemente su una sfera di raggio R=50 cm ed

-10

una carica puntiforme q =3*10 C è posta ad una distanza r=30 cm dal centro della sfera.

1

Determinare il valore di q, se il campo elettrostatico in punto P, situato sul raggio passante per la

carica q e distante 10 cm dalla superficie della sfera, è nullo.

1 -7

Tema n. 17. Due cariche positive puntiformi uguali q=2*10 C vengono tenute ad una distanza

-9

2a=50 cm. Una carica puntiforme q =10 C viene posta sul piano normale alla loro congiungente e

0

passante per il punto mediano. Determinare il raggio r della circonferenza appartenente a tale piano,

in corrispondenza alla quale la forza ha la massima intensità e l’intensità della forza.

Tema n. 18. Una lastra di dielettrico di costante dielettrica ε =3.5 e di spessore d=4 mm viene

r

2

inserita fra le armature di un condensatore, di aerea A=100 cm e distanti d=10 mm fra di loro; la

lastra di dielettrico è equidistante dalle armature. Durante il processo le armature rimangono

collegate ad un generatore di f.e.m.=100 V. Calcolare (i) la carica sulle armature del condensatore e

(ii) la capacità del condensatore. Ω,

Tema n. 19. Una lampadina elettrica con filamento di tungsteno, avente una resistenza R=20

può dissipare una potenza di 150 W. Se la lampadina viene collegata ad una sorgente di tensione

continua f=100 V, quale resistenza R si deve mettere in serie con quella della lampadina per

1

evitarne la rottura? -14

Tema n. 20. Una carica elettrica puntiforme q=3*10 C è inserita in un mezzo di costante

dielettrica ε . Un elettrone, inizialmente fermo ad una distanza d=24 cm dalla carica, acquista una

r 4

velocità v=10 m/s quando arriva ad una distanza d/4. Determinare il valore di ε .

r

1 +

Tema n. 21. Un fascio di ioni H , con velocità iniziale nulla, viene accelerato da una differenza di

potenziale V=40 V e penetra in una regione di spazio dove è presente un campo magnetico costante

ed uniforme B, ortogonale alla direzione della velocità del fascio. Il raggio di curvatura della

traiettoria che le particelle descrivono è di 10 mm. Quale sarà il raggio di curvatura e la velocità di

4 +

un fascio di ioni He , accelerati nelle stesse condizioni?

-27

(l’unità di massa atomica è m=1.65*10 kg)

Tema n. 22. Un condensatore piano con armature circolari di raggio R=25 cm è collegato ad un

generatore di forza elettromotrice variabile in modo che la carica sulle armature vari nel tempo

-5

come q=q senωt, essendo q =3*10 C e ω=2 rad/s. Determinare l’intensità del campo H in un

0 0

punto interno al condensatore ad una distanza r=2 cm dal suo asse ed al tempo t= 2.5 s.