Svolgi con cura i seguenti 24 esercizi sul campo magnetico, lavorando sul quaderno e mostrando tutti i passaggi nei problemi numerici. Per le domande aperte motiva sempre la risposta con il linguaggio della fisica e, dove possibile, accompagnala con un disegno schematico della situazione descritta.
- Quale tra le seguenti è l'unità di misura del campo magnetico nel Sistema Internazionale?
- A) Newton (N)
- B) Tesla (T)
- C) Weber (Wb)
- D) Ampere (A)
- Spezzando in due una calamita rettilinea si ottengono un polo nord isolato e un polo sud isolato.
- Vero / Falso
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Le linee di campo magnetico escono dal polo ___ ed entrano nel polo sud di un magnete.
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L'esperimento di Oersted del 1820 dimostrò che:
- A) due magneti uguali si respingono sempre
- B) una corrente elettrica genera un campo magnetico
- C) un campo elettrico genera una corrente
- D) le calamite perdono potere se riscaldate
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Associa ciascuna sorgente al modulo del campo magnetico che produce. | Colonna A | Colonna B | |---|---| | Filo rettilineo infinito | B = μ₀·i / (2R) | | Centro di una spira circolare di raggio R | B = μ₀·n·i | | Interno di un solenoide ideale | B = 0 | | Vuoto in assenza di correnti e magneti | B = μ₀·i / (2π·r) |
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Un filo rettilineo molto lungo è percorso da una corrente di 5 A. Calcola il modulo del campo magnetico generato a 10 cm dal filo. (μ₀ = 4π·10⁻⁷ T·m/A)
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Una particella carica si muove parallelamente al vettore B. La forza di Lorentz su di essa è:
- A) massima
- B) pari a metà del valore massimo
- C) nulla
- D) diretta come il campo
- Due fili paralleli percorsi da correnti dello stesso verso si respingono.
- Vero / Falso
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La forza di Lorentz su una carica in moto è sempre ___ alla velocità della carica.
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Un elettrone (q = 1,6·10⁻¹⁹ C) si muove con velocità v = 3·10⁶ m/s perpendicolare a un campo B = 0,2 T. Calcola il modulo della forza di Lorentz su di esso.
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Il campo magnetico all'interno di un solenoide ideale dipende:
- A) dal raggio del solenoide
- B) dalla lunghezza totale del solenoide
- C) dal numero di spire per unità di lunghezza e dalla corrente
- D) solo dalla tensione applicata
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Spiega in poche righe la regola della mano destra applicata a un filo rettilineo percorso da corrente.
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Un filo lungo 0,40 m è percorso da una corrente di 8 A e immerso in un campo magnetico B = 0,5 T perpendicolare al filo. Calcola il modulo della forza che agisce sul filo.
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Il campo magnetico terrestre ha intensità dell'ordine di alcuni tesla in prossimità della superficie.
- Vero / Falso
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Una carica q in moto perpendicolare a un campo magnetico uniforme descrive una traiettoria ___ di raggio r = m·v/(q·B).
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Quale tra i seguenti materiali è ferromagnetico?
- A) Rame
- B) Alluminio
- C) Nichel
- D) Plastica
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Associa ogni materiale alla sua categoria magnetica. | Colonna A | Colonna B | |---|---| | Ferro | Paramagnetico | | Alluminio | Diamagnetico | | Rame | Ferromagnetico | | Cobalto | Ferromagnetico |
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Descrivi il funzionamento di un motore elettrico a corrente continua, evidenziando il ruolo del campo magnetico e della forza sulle correnti.
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Un protone (m = 1,67·10⁻²⁷ kg, q = 1,6·10⁻¹⁹ C) entra perpendicolarmente in un campo B = 0,8 T con velocità v = 4·10⁶ m/s. Calcola il raggio della traiettoria circolare.
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Il campo magnetico al centro di una spira circolare di raggio R percorsa da corrente i vale:
- A) μ₀·i/(2π·R)
- B) μ₀·i/(2R)
- C) μ₀·i·R/2
- D) μ₀·n·i
- In un materiale ferromagnetico il fenomeno dell'isteresi fa sì che la magnetizzazione dipenda anche dalla storia passata del campo applicato.
- Vero / Falso
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Spiega perché le aurore polari si formano in prevalenza nelle regioni vicine ai poli geografici.
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Un solenoide lungo 25 cm è formato da 500 spire ed è percorso da una corrente di 2 A. Calcola il modulo del campo magnetico al suo interno.
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Discuti almeno due differenze fondamentali tra campo elettrico e campo magnetico, evidenziando analogie e differenze nelle loro sorgenti, nelle linee di campo e nelle forze che esercitano sulle cariche.