ESERCITAZIONE DI ELETTROSTATICA, CAMPO ELETTRICO E CIRCUITI ELETTRICI
1. Una carica puntiforme Q1=2.00 C è posta alla distanza di 0.500 m da un’altra carica
puntiforme Q2=-5.00 C. (Si immaginino le cariche allineate sull’asse x). Si calcolino il
modulo e la direzione orientata della forza agente su ciascuna carica.
2. Tre cariche giacciono su una retta. Si trovi la forza risultante agente su ciascuna di esse se
Q1=1.00 C, Q2=-2.00 C e Q3=3.00 C. Le distanze tra le cariche sono r12=0.500 m e
r23=0.500 m.
3. Si trovi la forza risultante sulla carica Q3 in figura se Q1=3.00 C, Q2=4.00 C, Q3=5.00
C, r13=0.500 m e r23=0.500 m.
Q2
Q1
Q3
4. Due piccole sfere, che portano le cariche Q1=7.00 C e Q2=5.00 C, distano 20.0 cm l’una
dall’altra. Se Q2 fosse libera di muoversi, quanto varrebbe la sua accelerazione? La sfera 2
ha la massa m2=15.0g.
5. Si trovi il modulo dell’intensità del campo elettrico alla distanza di 0.500 m da una carica di
3.00 C.
6. Una carica puntiforme Q=5.64 C è posta in un campo elettrico la cui intensità ha modulo
2.55x103 N/C. Si trovi la forza agente sulla carica.
7. La differenza di potenziale tra le armature di un condensatore piano è 400V. Se la distanza
fra le armature è 1.00 mm, quanto vale il modulo dell’intensità del campo elettrico tra le
armature? Quanto vale la forza agente su un elettrone (q e=1.60x10-19C) posto nel campo
elettrico generato dal condensatore?
8. Un condensatore da 1.0 F viene caricato a 100V ed un altro condensatore da 2.0 F viene
caricato a 200 V. Se essi vengono successivamente collegati + con + e – con – , quale sarà la
differenza di potenziale finale del sistema?
9. Si collegano insieme, uno dopo l’altro, un filo di rame (=1.7x10-8 ·m) e uno di ferro
(=10-7 ·m) di uguale lunghezza (l=10m) e diametro (d=2mm). Agli estremi del filo
bimetallico si applica una V=5V. Si calcoli l’intensità della corrente circolante nel
conduttore complessivo e la caduta di tensione ai capi di ciascun filo.
10. Una V=0.085V è applicata per 180 sec ai capi di un filo di sezione 0.2 cm2, di lunghezza
10m e di resistività =1.7x10-8 ·m. Si calcoli il numero di Coulomb e di elettroni che in
questo tempo attraversano ogni sezione della resistenza.
11. Due condensatori di capacità C1=10-8F e C2=2x10-8F sono disposti in parallelo e collegati ad
una batteria che fornisce ai loro capi V=100V. Si determinino la capacità elettrica totale
del sistema e le cariche Q1 e Q2 che si distribuiscono sui condensatori C1 e C2
rispettivamente. Se successivamente i due condensatori vengono staccati dal generatore e il
loro parallelo è collegato in serie a un condensatore di capacità C3=3x10-8F, qual è la
capacità totale del sistema così formato?
12. Nel modello di Bohr dell’atomo di idrogeno, un elettrone (me=9.11x10-31Kg) ruota attorno
al protone su un orbita circolare. Se il raggio dell’orbita è r=0.529x10-10m, quanto vale la
sua velocità?
13. Una batteria ha la f.e.m. di 1.50 V e la sua resistenza interna è di 3.00 . E’ inserita in un
circuito in cui si ha una resistenza di 500 . Qual è l’intensità di corrente nel circuito e la
tensione ai morsetti della batteria?
14. Un filo di nichelcromo (resistività =1.5x10-6 m) è percorso da una corrente di 2 A
quando è sottoposto ad una differenza di potenziale di 10 V. Se l’area della sezione del filo è
3x10-7 m2, calcolate la lunghezza del filo.
15. In un circuito elettrico sono inserite due resistenze in serie, R1 e R2 tali che R2=3 R1. Una
pila mantiene una differenza di potenziale di 10V ai capi delle resistenze. Se la potenza
dissipata nel circuito è di 50 W, quanto vale R1?
Soluzioni
1. F12 = 0.36 N attrattiva
2. F1 = F21 + F31 = 0.072 N - 0.027 N = 0.045N.(prendendo come positivo il verso +x).
3. F3 = 0.9 N
4.
a = 525 m/sec2
5. E = 1.08 x 105 N/C
6. F = 1.44 x 10-2 N
7. E = 4 x 105 N/C; F = 6.4 x 10-14 N
8. Vtot = 166 V
9. i = 13.73 A; VCu = 0.74 V; VFe = 4.26 V.
10. n = 1800 C; Ne = 1.125 x 1022
11. Ctot = 3 x 10-8 F; Q1 = 1μC, Q2 = 2μC; Ctot’ = 1.5 x 10-8 F.
12. v = 2.18 x 106 m/sec
13. i = 2.9 x 10-3 A; V = 1.49 V
14. l = 1 m
15. R1 = 0.5 Ω
