MAGNETISMO - Giuseppe Giacomuzzi

PARTE
H
UNITÀ 18
IL CAMPO MAGNETICO
NOME
...........................................................................................................................
CLASSE
DATA
......................
QUESITI E PROBLEMI
Campo creato da un filo rettilineo
1
●
Un filo rettilineo è percorso da una corrente
di 1,2 A. P e Q sono due punti che si trovano
su un piano perpendicolare al filo, rispettivamente a 20 cm e a 30 cm di distanza dal filo.
Disegna le linee di forza del campo magnetico passanti per i due punti.
FILA A
●
Fra i due fili viene posto un terzo filo conduttore, a essi parallelo e percorso da una corrente equiversa. Se il terzo filo è equidistante
dagli altri due, subisce una forza risultante
diversa da zero?
No
Forza su un conduttore
3
●
................................
●
Un conduttore rettilineo, lungo 125 cm è percorso da una corrente di 2,5 A. Si trova all’interno di un campo magnetico uniforme in modo da formare un angolo di 45° con le linee di
campo. Sul conduttore agisce una forza di 5 N.
Rappresenta la situazione con un disegno.
●
Calcola l’intensità del campo magnetico.
●
Se il conduttore ruota di 45°, la forza rimane
sempre 5 N?
Determina l’intensità del campo magnetico
in P e in Q.
BP = k i/d = 2 × 10–7 × 1,2/0,2 = 1,2 × 10–6 T;
BQ = 2 × 107 × 1,2/0,3 = 8,0 × 10–7 T
●
Quale legge hai applicato per calcolare B?
La legge di Biot-Savart
●
Disegna in scala i due campi.
No, perché F dipende dall’angolo che B forma con
Interazione fra correnti
2
●
Due fili rettilinei paralleli sono percorsi da correnti equiverse di intensità i1 = i2 = 2 A. La loro
distanza è di 10 cm.
Rappresenta con un disegno le forze che agiscono sui fili.
B = F/i l sen 45° = 5/2,5 × 1,25 × sen 45° = 2,26 T
il conduttore
Moto di un protone in un campo magnetico
4
●
Un protone (m = 1,673 × 10–27 kg; q = 1,6 × 10–19
C) inizialmente fermo,viene accelerato da una
differenza di potenziale di 20 000 V,poi entra in
un campo magnetico uniforme B = 0,2 T perpendicolarmente al campo stesso.
Calcola la velocità v con cui il protone entra
nel campo magnetico.
m v2/2 = q ∆V; v = (2
q∆
V
/m
) = 1,96 × 106m/s
●
Calcola la forza, dovuta al primo filo, che agisce su un tratto di lunghezza l = 1,5 m del
secondo filo.
F = k i1 i2 l/d = 1,2 × 10 N
–5
224
Idee per insegnare la fisica con
Ruffo LEZIONI DI FISICA © Zanichelli 2006
●
Qual è la direzione della forza sul protone?
●
Determina il raggio della traiettoria circolare
prodotta dalla forza di Lorentz.
→
perpendicolare ai vettori v→ e B
r = m v/q B = 0,102 m
●
Calcola il periodo di rotazione.
T = 2 π r/v = 3,27 × 10–7 s
La riproduzione di questa pagina tramite fotocopia è autorizzata ai soli fini dell’utilizzo
nell’attività didattica degli alunni delle classi che hanno adottato il testo
UNITÀ 18
IL CAMPO MAGNETICO
CLASSE
DATA
......................
................................
TEST A SCELTA MULTIPLA
1
a
✓
b
c
d
In un conduttore lungo 10 cm, immerso in un
campo magnetico uniforme B = 0,15 T perpendicolare al conduttore, circola una corrente di 0,5 A. La forza che agisce sul conduttore vale:
7,5 × 10–2 N
7,5 × 10–3 N
0,75 N
7,5 N
FILA A
6
a
b
c
✓
d
7
2
a
b
✓
c
d
Il campo magnetico prodotto da un filo rettilineo percorso da una corrente di 3 A a una
distanza di 40 cm vale:
1,5 × 10–7 T
0,15 T
1,5 × 10–6 T
1,5 × 10–8 T
a
b
✓
c
d
8
3
a
b
c
d
✓
4
a
b
✓
c
d
5
a
b
c
✓
d
Un solenoide è percorso da corrente. Quale
delle seguenti affermazioni, relative al campo
magnetico generato da un solenoide,è errata?
è direttamente proporzionale all’intensità di
corrente
è direttamente proporzionale al numero di
spire
è inversamente proporzionale alla lunghezza
del solenoide
è inversamente proporzionale al numero di
spire per unità di lunghezza
Due fili rettilinei e paralleli sono percorsi da
correnti. Che cosa succede alla forza di interazione se si dimezzano le correnti e si raddoppia la distanza?
dimezza
diventa 8 volte più piccola
raddoppia
diventa 4 volte più grande
Una particella avente carica 4,8 × 10–19 C entra
in un campo magnetico uniforme B = 0,5 T
con una velocità di 4 × 106 m/s. Il vettore velocità forma un angolo di 60° con il campo.
Quanto vale la forza di Lorentz?
4,8 × 10–13 N
9,6 × 10–13 N
8,31 × 10–13 N
8,31 N
Idee per insegnare la fisica con
Ruffo LEZIONI DI FISICA © Zanichelli 2006
H
→
Una particella carica q entra con velocità v
perpendicolare
a un campo magnetico uni→
forme B . Il raggio della traiettoria circolare
che descrive è:
proporzionale a v2
direttamente proporzionale a q
inversamente proporzionale alla massa
inversamente proporzionale a B
Nel centro di una spira circolare di raggio 5 cm,
il campo magnetico vale 6,28 105 T. Quale
corrente circola nella spira?
6,28 A
0,628 A
5A
0,5 A
Nella figura seguente, tre particelle entrano
→
in un campo B . Quale delle seguenti affermazioni è sbagliata?
protone
+
v
neutrone
elettrone
v
-
v
a
b
c
✓
d
il protone viene deviato verso l’alto
il neutrone non cambia direzione
l’elettrone viene deviato verso il basso
nessuna delle particelle viene deviata
9
Considera i seguenti dispositivi: spettrometro
di massa e selettore di velocità. Quale dei due
si basa sulla forza di Lorentz?
lo spettrometro
il selettore di velocità
entrambi
nessuno dei due
a
b
c
✓
d
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nell’attività didattica degli alunni delle classi che hanno adottato il testo
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Prove per unità
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PROVE
DI VERIFICA
NOME
PARTE