Facoltà di Ingegneria e Architettura Corso di laurea

Facoltà di Ingegneria e Architettura
Corso di laurea in Ingegneria Elettrica ed Elettronica
Tutorato di Fisica 2
Esercitazione 2 del 21/03/17
1. In un punto A, a distanza rA= 30 cm da una carica q, il potenziale elettrico vale 2,5x104 V.
Nel punto B, sulla stessa linea di campo di A, ma a distanza rB dalla stessa carica, il
potenziale vale 6,5 K V. Calcola la distanza tra i punti A e B.
2. In un punto P dello spazio posto ad una certa distanza da una carica q, il campo elettrico è
500 V/m e il potenziale elettrico vale -3.0 KV.
A. Calcola la distanza tra la carica e il punto P.
B. Quanto valgono le cariche?
3. In figura è mostrata una carica Q1 = +5µC distribuita
uniformemente su una sfera di raggio a = 2.0 cm, posta nel
centro di un guscio conduttore sferico avente raggio interno
b = 4.0 cm e raggio esterno c = 6.0 cm.
A. Si determini l’intensità del campo elettrico nei punti:
a) r < a;
b) a < r < b;
c) b < r < c;
d) r > c
B. Quale carica appare sulle superfici interna ed esterna del
guscio?
4. Due particelle con carica Q1= 20.0 nC e Q2= -20.0 nC sono poste nei
punti di coordinate (0, 4.0cm) e (0, -4.0cm) come mostrato in figura. Una
particella Q3=10 nC è posta sull’origine del sistema di riferimento.
A.
Qual è l’energia potenziale elettrica della configurazione delle tre
cariche fisse?
B.
Trovare la velocità di una quarta carica, di massa m = 2.0x10-13 Kg e
carica Q4 = 40.0 nC è lasciata libera di muoversi dal punto di coordinate
(3.0 cm, 0).
5. Si considerino due gusci sottili, conduttori. Il guscio interno ha
raggio r1= 15.0 cm e carica di 10 nC, il guscio esterno ha raggio
r2= 30.0 cm e carica -15.0 nC. Determinare il campo elettrico e
potenziale V nelle regioni A, B e C, posto V=0 per r=∞.
6. Si considerino due sfere conduttrici 1 e 2 molto distanti l’una
dall’altra, la seconda sfera ha il raggio doppio rispetto alla prima. Sulla sfera piccola c’è una
carica positiva Q, mentre la sfera grande è scarica. Ora, le due sfere vengono poste a
contatto con un filo sottile. Quali saranno i potenziali finali delle due sfere? Quali sono le
cariche finali Q1 e Q2 in funzione di Q?
7. Qual è l’intensità del campo elettrico nel punto di coordinate ( 3.0i -2.0j+4.0k)m se il
potenziale elettrico è dato come V= 2.0xyz2, dove V è in volts?
8. Tra le armature di un condensatore c’è una ddp di 24 V. Le armature si trovano a 0,6 cm di
distanza. Calcolare il modulo del campo elettrico e della forza agente su un elettrone posto
-19
-31
in prossimità dell’armatura negativa (q = 1.6 x 10 C, m=9.1x10 kg). Di qual moto si
muove l’elettrone? Calcolare la velocità finale un istante prima di raggiungere l’armatura
2
positiva. Se l’area delle armature è di 3 cm quanto vale la carica accumulata sulle armature?
9. Un condensatore a piatti paralleli ha una capacità di 225pF, l'area dei piatti è di
78.5cm2 e uno strato di mica come dielettrico (ke=5.40). Si applichi una tensione di
65.4 V e si calcoli: a) l'intensità del campo elettrico nella mica, b) la quantità di carica
libera sui piatti, c) la quantità di carica superficiale indotta.