Compito del 21/02/17

Fisica 2 CdL Ingegneria Elettronica A.A. 2016-2017
Prova scritta - Appello 21/02/2017
1. Su due piani indefiniti paralleli e distanti d = 25cm si trovano le densitá di
carica σ1 = 23 × 10−8 C/m2 e σ2 = σ1 /2.
1a) Determinare il campo elettrico in tutti i punti dello spazio.
1b) Determinare il potenziale ponendo lo zero sul piano su cui si trova
la densitá σ1 e calcolare con quale velocitá arriva su tale piano un
elettrone che si trova inizialmente in quiete a metá distanza dai due
piani.
2. Una spira quadrata di lato l = 33 cm é posta nel piano x-y di un sistema
cartesiano ed é percorsa da una corrente i = 5 A in senso orario rispetto
ad un osservatore posto sull’asse z. Si supponga che l’origine del sistema
di assi sia posto su un vertice e che i due assi x ed y siano paralleli ai lati
della spira. Sapendo che la spira risente dell’azione di un campo magnetico
~ = αy ẑ con α = 12 in unitá del SI:
B
2a) Calcolare la forza sulla spira, precisandone direzione e verso e calcolandone il modulo;
2b) Calcolare l’energia della spira immersa nel campo magnetico.
3. In un solenoide rettilineo di lunghezza L = 30cm e con N = 100 spire, scorre
la corrente I = I0 sin(ω0 t), con ω0 = 300 Hz e I0 = 3 mA. All’interno del
solenoide e coassiale ad esso é posta una spira circolare di raggio r = 2.5 cm
e sezione S = 0.025 cm2 , di materiale conduttore di resistivitá uniforme
ρ = 1.67 × 10−8 Ωm.
3a) Determinare il campo magnetico generato da I(t) in tutti i punti dello
spazio e calcolare la corrente indotta nella spira al tempo T = 2π/ω0 .
3b) Calcolare l’energia che viene dissipata per effetto Joule nella spira
durante il tempo T .
4. I campi elettrici di sue onde elettromagnetiche piane che si propagano nel
~ 1 (x, t) = E0y sin[kx + ωt]ŷ, E
~ 2 (x, t) = E0z sin[kx + ωt + φ]ẑ.
vuoto sono E
4a) Stabilire la direzione ed il verso di propagazione dell’onda risultante,
calcolarne la lunghezza d’onda ed il periodo sapendo che ω = 12 ×
1014 rad/s.
4b) Stabilire sotto quali condizioni l’onda elettromagnetica complessiva é
polarizzata circolarmente precisando in quali casi la polarizzazione é
oraria o antioraria.
Si ricorda che µ0 = 1.26 × 10−6 , 0 = 8.8542 · 10−12 e che e = 1.602 · 10−19 ,
me = 0.911 · 10−30 , in unitá del Sistema Internazionale.
Nota: Per il raggiungimento della sufficienza é necessario avere risolto correttamente 3 fra i questiti 1a), 2a), 3a),4a). Esame di Fisica Sperimentale 2 ed Elementi
di Fisica della Materia (6CFU): svolgere solo gli esercizi 1-3.