LICEO SCIENTIFICO “NIEVO” PADOVA
FISICA
a.s. 2009-10
ESEMPI DI TERZA PROVA DELL’ESAME DI STATO
TIPOLOGIA B Quesiti a risposta singola
Cosa può accadere ad un elettrone che viene lanciato in una zona di spazio in cui è presente un campo magnetico u-niforme, nei
casi in cui l’angolo fra la velocità e il campo sia di 0°, oppu-re 45° oppure 90°? (risposta in massimo dodici righe e una figura.)
Che cos’è la f.e.m. cinetica (o mozionale) e come si determina il suo verso? (risposta in massimo dodici righe e una figura.)
Albert Einstein contribuì a gettare le basi della teoria quantistica della materia spiegando un fenomeno fisico. Di quale fenomeno si
tratta e come venne spiegato (risposta in massimo dodici righe ed una figura.)
Il paradosso dei gemelli di Einstein è forse la più famosa previsione della teoria della relatività ristretta. Per esempio siano Omero e
Ulisse due gemelli. Omero rimane fermo sul pianeta Terra, mentre Ulisse affronta un lungo viaggio: ad una velocità molto elevata
(v=0,8c), raggiunge un pianeta distante 8 anni-luce e torna indietro alla stessa velocità. Ulisse, quando sbarca sulla Terra, è
invecchiato di soli 12 anni, mentre Omero, che è rimasto sulla Terra, è invecchiato di ben 20 anni. Spiegare il fenomeno dal punto di
vista di Omero e citare anche dove risiede davvero il paradosso (risposta in massimo dodici righe ed una figura).
Si illustrino brevemente gli esperimenti che evidenziano la correlazione tra fenomeni elettrici e fenomeni magnetici e si concluda
specificando qual è l’origine del campo magnetico.
Si descriva modulo, direzione e verso del campo magnetico generato da un filo rettilineo percorso da corrente. Considerato un filo
rettilineo e molto lungo (nel vuoto) percorso da corrente i1 = 0,5 A si determinino modulo, direzione e verso del campo magnetico
nel punto P a distanza 5 cm dal filo. Si dica inoltre qual è la forza agente sull’unità di lunghezza di un secondo filo parallelo al primo
e percorso da corrente i2 = 10 A di verso opposto ad i1 . Si dia infine la definizione dell’unità di misura della corrente.
Si descriva a quale forza è soggetta una particella carica in un campo magnetico e si descriva il moto di una particella carica in un
campo magnetico uniforme. In particolare si precisi la traiettoria (il raggio) di una particella di massa 0,005 g e carica -0,002 C che
attraversa con velocità v= 2 m/s una regione in cui è presente un campo magnetico uniforme di intensità B= 0,02 Tesla e avente
direzione perpendicolare alla velocità.
Spiega che cosa si intende con il termine circuitazione di un campo vettoriale, con particolare riferimento al campo
elettrico. Discuti il valore della circuitazione nel caso del campo elettrostatico.
Spiega che cosa sono le linee di campo elettrico e di quali proprietà godono.
Enuncia il teorema di Gauss per il campo elettrico nella sua forma più generale e fornisci un esempio della sua applicazione.
Enuncia il teorema di Gauss per il campo elettrico e per il campo magnetico e spiegane la differenza.
Definisci la grandezza fisica circuitazione del campo magnetico ed enuncia il teorema di Ampére, specificando il significato di tutti i simboli che
compaiono nella formula che esprime questo teorema.
Descrivi l'interpretazione di Ampère dei fenomeni magnetici nei materiali.
Descrivi l’effetto di un campo magnetico uniforme e costante su un filo percorso da corrente
Una particella carica può essere deviata dalla sua traiettoria e accelerata mediante campi elettrici, campi magnetici o con gli uni e gli
altri insieme. Descrivi e analizza il moto di una particella carica in uno di questi casi.
Due lunghi fili paralleli giacciono su un piano a a
cm. Essi sono percorsi da una corrente di 10 A in
sono immersi in un campo B perpendicolare a a.
deve valere il modulo di B affinché ciascun filo sia in
l’azione dell’altro filo e del campo magnetico.
ragionamento e citare le leggi che si utilizzano.
B
NB. Giustificare le affermazioni. Usare solo lo spazio assegnato. ( max 13 righe )
distanza di 20
verso opposto e
Calcolare quanto
equilibrio sotto
Spiegare
il
Quattro cariche di uguale valore assoluto q sono poste ai vertici di un quadrato ABCD con diagonale 2d.
Fila
1
2
3
4
qA=qB=qC=qD=q
qA=qC=q=-qB=-qD
qA=qC=-q=-qB=-qD
qA=qB=qD=q=-qC
Chiamata x la retta CA, orientata da C verso A, e scelta un’opportuna origine O:
1) Esprimere in funzione di x la componente E(x) del campo elettrico totale E sull’asse x distinguendo eventualmente regioni diverse.
2) Studiare almeno qualitativamente l’andamento di E(x) ( max 13 righe )
3) Descrivere direzione e verso di E e spiegarne con considerazioni fisiche l’andamento in alcuni punti significativi. ( max 13 righe )
Giustificare sempre le affermazioni, restando negli spazi assegnati.
Nel circuito in figura si ha che il generatore fornisce una differenza di potenziale E = N V, inoltre Ri = N W, R1 = R2 = R3 = 2N W.
Calcolare la corrente I1 che attraversa R1 e la differenza di potenziale V2 ai capi di R2.( max 7 righe )
I1 =
V2 =
Disponendo di un numero illimitato di resistori uguali con resistenza R = N W, costruire una disposizione che abbia una Resistenza
23
equivalente di 6 N W. ( max 8 righe )
Due sfere conduttrici di raggio R1 = N m e R2 = 3N m, che inizialmente hanno cariche Q1 = 10N C e Q2 = 70N C, sono poste a
contatto. Trovare la disposizione delle cariche all’equilibrio. ( max 9 righe )
R2
R1
R3
Ri
E
