Svolgi tutti gli esercizi sul quaderno, mostrando per i problemi numerici i passaggi e le unità di misura. Per gli esercizi a risposta multipla, vero/falso e completamento riporta solo la risposta scelta. Usa, dove serve, $k_0 = 8{,}99 \cdot 10^9$ N·m²/C² e $e = 1{,}6 \cdot 10^{-19}$ C.
- Due cariche puntiformi di uguale segno poste a una certa distanza nel vuoto:
- A) si attraggono con forza proporzionale alla distanza
- B) si respingono con forza inversamente proporzionale al quadrato della distanza
- C) si attraggono con forza inversamente proporzionale al quadrato della distanza
- D) non interagiscono perché di segno uguale
- In un sistema elettricamente isolato la somma algebrica delle cariche resta costante nel tempo.
- Vero / Falso
- È possibile osservare in laboratorio una carica libera pari a metà della carica elementare $e$.
- Vero / Falso
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Il rame è un tipico esempio di materiale ___, perché i suoi elettroni di valenza sono liberi di muoversi nel reticolo cristallino.
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Il campo elettrico generato da una carica puntiforme positiva è diretto in verso ___ rispetto alla carica stessa.
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Associa ciascun metodo di elettrizzazione alla situazione che lo descrive correttamente. | Colonna A | Colonna B | |---|---| | Strofinio | Una sfera carica tocca una sfera neutra identica | | Contatto | Una bacchetta carica viene avvicinata senza toccare un conduttore neutro | | Induzione | Un conduttore viene collegato al suolo per scaricarsi | | Messa a terra | Una bacchetta di plastica viene strofinata con un panno di lana |
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Associa ciascuna grandezza fisica alla sua corretta unità di misura nel Sistema Internazionale. | Colonna A | Colonna B | |---|---| | Carica elettrica | newton al coulomb (N/C) | | Campo elettrico | newton (N) | | Forza elettrica | metro (m) | | Distanza | coulomb (C) |
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Due cariche puntiformi $q_1 = +3{,}0$ µC e $q_2 = +5{,}0$ µC sono poste nel vuoto a una distanza di 10 cm. Calcola il modulo della forza che esse si scambiano e indicane il verso.
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Una piccola sfera porta una carica complessiva di $-4{,}8 \cdot 10^{-9}$ C. Determina il numero di elettroni in eccesso rispetto alla configurazione neutra.
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Una carica puntiforme $Q = +2{,}0$ µC è posta nell'origine di un sistema di riferimento. Calcola il modulo del campo elettrico nei punti distanti rispettivamente 20 cm e 60 cm dalla carica e confronta i risultati.
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Due cariche puntiformi $q_1 = +4{,}0$ µC e $q_2 = -4{,}0$ µC sono fissate nei punti A(0; 0) e B(0{,}30 m; 0). Calcola il modulo e il verso del campo elettrico totale nel punto medio del segmento AB.
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Le linee del campo elettrico:
- A) possono incrociarsi in punti privi di carica
- B) escono dalle cariche negative ed entrano in quelle positive
- C) escono dalle cariche positive ed entrano in quelle negative
- D) sono sempre rettilinee qualunque sia la distribuzione di carica
- Il principio di sovrapposizione afferma che il campo elettrico totale è la somma vettoriale dei campi prodotti dalle singole cariche.
- Vero / Falso
- La forza coulombiana fra due cariche dipende anche dalla massa delle cariche stesse.
- Vero / Falso
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La carica di un elettrone vale $-1{,}6 \cdot 10^{-19}$ ___.
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Spiega in 3-4 righe la differenza fondamentale fra elettrizzazione per contatto ed elettrizzazione per induzione.
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Perché la materia che ci circonda, pur contenendo enormi quantità di cariche elettriche, appare elettricamente neutra?
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Tre cariche puntiformi uguali $q = +1{,}0$ µC sono poste ai vertici di un triangolo equilatero di lato 20 cm. Calcola il modulo della forza totale che agisce su una di esse.
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In una regione vi è un campo elettrico uniforme di modulo $E = 5{,}0 \cdot 10^4$ N/C. Calcola il modulo della forza che agisce su una carica $q = -3{,}0$ nC posta in quella regione e indicane il verso rispetto al campo.
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Se la distanza fra due cariche puntiformi viene dimezzata, la forza coulombiana fra loro:
- A) si dimezza
- B) si dimezza al quadrato, cioè diventa un quarto
- C) raddoppia
- D) quadruplica
- Il campo elettrico in un punto interno a un conduttore in equilibrio elettrostatico:
- A) è nullo
- B) è uguale al campo esterno
- C) dipende dalla forma del conduttore
- D) è massimo al centro del conduttore
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Descrivi in modo articolato il concetto di campo elettrico, spiegandone la definizione operativa, le unità di misura, il significato vettoriale e l'utilità rispetto a una pura descrizione in termini di forze.
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Confronta la legge di Coulomb con la legge di gravitazione universale di Newton, evidenziando analogie e differenze sotto l'aspetto matematico e fisico.
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Disegna sul quaderno le linee del campo elettrico generato da due cariche puntiformi uguali e di segno opposto (dipolo elettrico) e indica con precisione il verso delle linee, evidenziando un punto in cui il campo è particolarmente intenso e uno in cui è relativamente debole.