Risolvi gli esercizi seguenti sul tuo quaderno mostrando in modo ordinato dati, formule, sostituzioni e risultati con le unità di misura corrette. Per i problemi numerici usa μ₀ = 4π·10⁻⁷ T·m/A; per le scelte multiple, vero/falso e completamenti scrivi accanto al numero la risposta scelta giustificandola con una frase quando richiesto.
- Quale tra le seguenti affermazioni sulle linee del campo magnetico è corretta?
- A) Partono dalle cariche positive e finiscono sulle negative
- B) Sono sempre chiuse su sé stesse e non hanno né inizio né fine
- C) Possono incrociarsi nei punti dove il campo è più intenso
- D) Esistono solo all'esterno dei magneti permanenti
- La forza magnetica esercitata su una carica in movimento è sempre perpendicolare alla velocità della carica, quindi non ne modifica l'energia cinetica ma soltanto la direzione del moto.
- Vero / Falso
- Un filo rettilineo molto lungo è percorso da una corrente i = 5,0 A. A distanza r = 10 cm dal filo, qual è l'intensità del campo magnetico generato?
- A) 1,0·10⁻⁵ T
- B) 5,0·10⁻⁶ T
- C) 2,5·10⁻⁵ T
- D) 1,0·10⁻⁴ T
- Spezzando in due una calamita a sbarra si ottengono due monopoli magnetici isolati, uno con solo polo nord e l'altro con solo polo sud.
- Vero / Falso
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L'esperienza di ___ , compiuta nel 1820, dimostrò che una corrente elettrica produce nello spazio circostante un campo magnetico, deviando l'ago di una bussola posta vicino al filo.
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All'interno di un solenoide ideale di n spire per unità di lunghezza percorso da corrente i, il campo magnetico ha modulo B = ___ ed è diretto lungo l'asse del solenoide.
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Associa ciascuna grandezza o oggetto alla relazione o caratteristica corrispondente. | Colonna A | Colonna B | |---|---| | Campo di un filo rettilineo lungo | B = μ₀ i / (2R) | | Campo al centro di una spira circolare | B = μ₀ n i | | Campo interno di un solenoide ideale | F = q v × B | | Forza su una carica in moto | F = i L × B | | Forza su un filo percorso da corrente | B = μ₀ i / (2π r) |
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Un elettrone (q = 1,6·10⁻¹⁹ C, m = 9,11·10⁻³¹ kg) entra in una regione di campo magnetico uniforme di intensità B = 2,0·10⁻³ T con velocità v = 4,0·10⁶ m/s perpendicolare alle linee di campo. Calcola il raggio della traiettoria descritta e il periodo del moto circolare.
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Un tratto di filo rettilineo lungo L = 25 cm è percorso da una corrente i = 3,0 A e si trova immerso in un campo magnetico uniforme di intensità B = 0,40 T. Calcola la forza agente sul filo se esso forma con il campo un angolo di 30° e indica come cambierebbe la forza se il filo fosse perpendicolare al campo.
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Due fili rettilinei paralleli e molto lunghi sono percorsi da correnti uguali e dirette nello stesso verso. Cosa si osserva?
- A) I fili si respingono con una forza che cresce con la distanza
- B) I fili si attraggono con una forza inversamente proporzionale alla distanza
- C) Tra i fili non si manifesta alcuna forza perché le correnti sono uguali
- D) I fili ruotano l'uno rispetto all'altro come dipoli magnetici
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Spiega perché la forza magnetica esercitata su una carica in movimento non compie lavoro, e descrivi la conseguenza di questo fatto sul tipo di traiettoria seguita dalla particella in un campo uniforme.
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Un solenoide ideale di lunghezza fissata raddoppia il suo campo magnetico interno se si raddoppia la corrente, mentre resta invariato se si raddoppia soltanto il diametro delle spire mantenendo lo stesso numero di spire per unità di lunghezza.
- Vero / Falso
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Descrivi il funzionamento di un elettromagnete e confrontalo con un magnete permanente, evidenziando vantaggi e limiti di ciascuno e citando almeno due applicazioni concrete dell'elettromagnete nella vita quotidiana o nella tecnologia.
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Un solenoide lungo 40 cm è formato da 800 spire ed è percorso da una corrente di 2,5 A. Calcola l'intensità del campo magnetico al suo interno, assumendolo ideale, e indica come varierebbe se si introducesse un nucleo di ferro dolce con permeabilità relativa μᵣ = 1500.
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Progetta una semplice esperienza da realizzare in classe per verificare qualitativamente che una corrente elettrica genera un campo magnetico: indica i materiali necessari, il procedimento passo passo, le osservazioni attese e quali precauzioni adottare per la sicurezza.