Risolvi i seguenti esercizi sulla corrente elettrica e i circuiti elettrici. Per i problemi numerici, mostra sempre i passaggi di calcolo, indica le unità di misura corrette e ragiona sulla plausibilità fisica del risultato ottenuto.
- Quale grandezza fisica misura la quantità di carica elettrica che attraversa la sezione di un conduttore nell'unità di tempo?
- A) La tensione elettrica
- B) L'intensità di corrente
- C) La resistenza elettrica
- D) La potenza dissipata
- Nella prima legge di Ohm la resistenza di un conduttore ohmico è direttamente proporzionale alla differenza di potenziale applicata ai suoi capi.
- Vero / Falso
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L'unità di misura dell'intensità di corrente elettrica nel Sistema Internazionale è l' ___ , il cui simbolo è la lettera A maiuscola.
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Una resistenza di 220 Ω è collegata ai capi di un generatore che eroga una tensione costante di 11 V. Determina l'intensità di corrente che attraversa il resistore e la potenza dissipata per effetto Joule.
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Associa ciascuna grandezza fisica con la sua corretta unità di misura del Sistema Internazionale. | Colonna A | Colonna B | |---|---| | Tensione elettrica | Ampere | | Intensità di corrente | Ohm | | Resistenza elettrica | Watt | | Potenza elettrica | Volt |
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In un circuito con due resistori collegati in serie, quale affermazione è sempre corretta riguardo all'intensità di corrente che li attraversa?
- A) È maggiore nel resistore con resistenza più alta
- B) È identica in entrambi i resistori
- C) Si divide proporzionalmente alle resistenze
- D) Dipende dalla tensione del generatore
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Spiega in modo sintetico la differenza concettuale tra corrente continua e corrente alternata, indicando un esempio concreto di applicazione per ciascuna tipologia.
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Due resistori collegati in parallelo hanno una resistenza equivalente sempre ___ rispetto al valore della resistenza più piccola tra quelle collegate.
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Calcola la resistenza equivalente di tre resistori da 6 Ω, 12 Ω e 4 Ω collegati in parallelo tra loro, esprimendo il risultato con due cifre significative.
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L'effetto Joule descrive il fenomeno per cui un conduttore percorso da corrente dissipa energia sotto forma di calore a causa della resistenza elettrica.
- Vero / Falso
- La seconda legge di Ohm afferma che la resistenza di un filo conduttore omogeneo dipende da quali grandezze fisiche?
- A) Solo dalla lunghezza del filo
- B) Solo dalla sezione del filo
- C) Da lunghezza, sezione e resistività del materiale
- D) Dalla temperatura e dalla corrente che lo attraversa
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Descrivi il funzionamento di un circuito elettrico elementare illustrando il ruolo del generatore, dei conduttori di collegamento, degli utilizzatori e degli eventuali interruttori. Includi un'analogia idraulica per chiarire il concetto di differenza di potenziale.
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In un circuito puramente resistivo, la potenza dissipata può essere calcolata anche con la formula P = R · I al ___ , che evidenzia la dipendenza quadratica dall'intensità di corrente.
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Un filo di rame lungo 50 m ha una sezione di 1,5 mm² e una resistività di 1,68·10⁻⁸ Ω·m. Calcola la resistenza elettrica del filo e commenta se è adatto al trasporto di corrente in un impianto domestico.
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Collega ciascun simbolo circuitale con il corrispondente componente elettrico che esso rappresenta negli schemi. | Colonna A | Colonna B | |---|---| | Due segmenti paralleli di lunghezza diversa | Resistore | | Rettangolo o linea a zigzag | Amperometro | | Cerchio con lettera A all'interno | Voltmetro | | Cerchio con lettera V all'interno | Generatore di tensione |
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Per misurare correttamente la differenza di potenziale ai capi di un componente, il voltmetro deve essere collegato in serie con il componente stesso.
- Vero / Falso
- Quale tra le seguenti affermazioni sulla resistività elettrica di un materiale è corretta?
- A) È una proprietà che dipende dalla forma del conduttore
- B) È una proprietà intrinseca del materiale e dipende dalla temperatura
- C) Si misura in ohm e coincide con la resistenza
- D) È costante per tutti i materiali metallici
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Enuncia la prima legge di Kirchhoff applicata ai nodi di un circuito elettrico e spiega quale principio fisico fondamentale essa esprime.
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Due resistori R₁ = 30 Ω e R₂ = 60 Ω sono collegati in parallelo e l'insieme è connesso in serie con un terzo resistore R₃ = 10 Ω. Calcola la resistenza equivalente totale del circuito.
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La quantità di calore prodotta in un conduttore per effetto Joule è direttamente proporzionale alla resistenza, al quadrato dell'intensità di corrente e al ___ durante il quale circola la corrente.
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Un generatore reale è caratterizzato da una forza elettromotrice e da una resistenza interna. Come si esprime la tensione misurata ai suoi morsetti quando eroga corrente?
- A) V = f.e.m. + r·I
- B) V = f.e.m. − r·I
- C) V = f.e.m. · r·I
- D) V = f.e.m. / (r·I)
- Nel modello microscopico della conduzione elettrica, gli elettroni di conduzione nei metalli si muovono ordinatamente con velocità prossime a quella della luce.
- Vero / Falso
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Spiega cosa si intende per velocità di deriva degli elettroni di conduzione in un filo metallico percorso da corrente continua, evidenziando perché tale velocità risulti molto piccola pur essendo il segnale elettrico rapidissimo.
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Un resistore da 100 Ω è attraversato da una corrente costante di 0,2 A per un intervallo di tempo di 5 minuti. Calcola l'energia elettrica dissipata per effetto Joule, esprimendola in joule e in chilowattora.