Risolvi i seguenti esercizi sull'induzione elettromagnetica. Per i problemi numerici riporta tutti i passaggi, le formule utilizzate e l'unità di misura del risultato. Per le domande aperte rispondi in modo completo, citando le leggi fisiche coinvolte. Nei matching scrivi le coppie sul quaderno.
- L'unità di misura del flusso magnetico nel Sistema Internazionale è:
- A) il tesla (T)
- B) il weber (Wb)
- C) l'henry (H)
- D) il volt al secondo (V/s)
- Un campo magnetico costante nel tempo, concatenato con una spira ferma, produce sempre una corrente indotta nella spira.
- Vero / Falso
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Secondo la legge di Faraday-Neumann, la forza elettromotrice indotta in un circuito è uguale all'opposto della rapidità di variazione del ___ magnetico concatenato.
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La legge di Lenz è una conseguenza diretta del principio di conservazione:
- A) della quantità di moto
- B) della carica elettrica
- C) dell'energia
- D) della massa
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Associa ciascuna grandezza fisica alla corretta unità di misura. | Colonna A | Colonna B | |---|---| | Flusso magnetico | henry (H) | | Induttanza | volt (V) | | Forza elettromotrice | tesla (T) | | Campo magnetico | weber (Wb) |
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Una spira circolare di raggio 8,0 cm è immersa in un campo magnetico uniforme perpendicolare al suo piano. Il campo varia linearmente da 0,30 T a 0,90 T in 0,40 s. Calcola la fem media indotta nella spira.
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La legge di Lenz stabilisce che la corrente indotta scorre nello stesso verso che favorisce la variazione di flusso che l'ha generata.
- Vero / Falso
- Una sbarretta conduttrice di lunghezza 0,50 m si muove con velocità 4,0 m/s perpendicolarmente a un campo magnetico di 0,20 T. La fem indotta vale:
- A) 0,10 V
- B) 0,40 V
- C) 2,0 V
- D) 4,0 V
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Spiega perché un magnete che cade lungo un tubo di rame verticale impiega molto più tempo a percorrerlo rispetto a una caduta libera nel vuoto.
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Un solenoide ha induttanza L = 0,25 H. La corrente che lo attraversa varia uniformemente da 2,0 A a 0,50 A in 30 ms. Calcola la fem autoindotta in modulo e l'energia magnetica inizialmente immagazzinata.
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Una sbarretta di lunghezza L che si muove con velocità v perpendicolarmente a un campo B uniforme genera una fem pari a fem = ___ · L · v.
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Aumentando il numero di spire di un solenoide, mantenendo invariate lunghezza e sezione, la sua induttanza:
- A) diminuisce in proporzione
- B) resta invariata
- C) aumenta linearmente con il numero di spire
- D) aumenta proporzionalmente al quadrato del numero di spire
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Descrivi i tre modi diversi con cui è possibile far variare il flusso magnetico concatenato con una spira e illustra per ciascuno un esempio pratico o tecnologico in cui questo principio viene sfruttato.
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Associa ciascuna applicazione tecnologica al fenomeno fisico fondamentale su cui si basa. | Colonna A | Colonna B | |---|---| | Dinamo della bicicletta | Correnti indotte da campo variabile nel fondo della pentola | | Piano cottura a induzione | Mutua induzione tra due avvolgimenti | | Trasformatore di tensione | Forza frenante delle correnti indotte (Lenz) | | Freno elettromagnetico | Rotazione di una spira in un campo magnetico |
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Una spira rettangolare di dimensioni 15 cm × 25 cm ruota uniformemente attorno a un asse passante per il suo centro, con frequenza 50 Hz, dentro un campo magnetico uniforme di intensità 0,40 T perpendicolare all'asse di rotazione. Calcola il valore massimo della fem indotta.