esercitazione per il compito - Digilander

PROGRAMMA PER IL COMPITO
CAMPO MAGNETICO
Proprietà essenziali dei magneti (quelli che abbiamo visto in Laboratorio: prima lezione sul
magnetismo).
Forza magnetica.
Definizione del vettore B: modulo, direzione, verso.
Legge di Biot-Savart.
Forza magnetica agente su di un filo percorso da corrente.
CAMPO MAGNETICO + CAMPO ELETTRICO
Sonda di Hall e tensione di Hall:
a) FAI UN DISEGNO CHE ILLUSTRI LE PROPRIETA’ ESSENZIALI DELLA SONDA DI HALL:
corrente, campo elettrico, campo magnetico, piastre cariche “+” e “-“
b) Qual è il motivo per il quale le cariche elettriche vengono deviate dal loro cammino
c) Qual è il motivo per il quale si genera un campo elettrico dentro la sonda; fissato il senso
della corrente (cioè: fissato il “+” e il “-“ della pila che genera la corrente), da che parte
sono spostate le cariche positive? E quelle negative?
d) Dimostrazione che all’equilibrio vale la formula E = v0B (in val. assoluto)
e) Qual è il valore V che si genera fra le pareti della sonda
f) In che modo è possibile determinare il segno dei portatori di carica della corrente
g) In che modo è possibile determinare la velocità dei portatori di carica della corrente
Selettore di velocità (c’è l’applet on-line sul sito… indovina quale?)
a) FAI UN DISEGNO CHE ILLUSTRI LE PROPRIETA’ ESSENZIALI DEL SELETTORE DI
VELOCITA’: corrente, campo elettrico, campo magnetico, piastre cariche “+” e “-“
b) Qual è la differenza fra il selettore di velocità e la sonda di Hall (hint: riguarda la genesi del
campo elettrico)
c) Quando siamo all’equilibrio: dimostrazione della formula E = v0B (in val. assoluto)
d) Qual è il valore V che è necessario dare alle due piastre contrapposte affinché le particelle
nel selettore siano all’equilibrio. Nel disegno, stai attento a mettere il “+” del potenziale dal
lato giusto! (devi tener di conto del segno della carica che entra nel selettore e del verso del
campo magnetico)
e) Spiega perché il selettore di velocità è chiamato proprio così: in che modo puoi regolare la
velocità di uscita delle particelle dal selettore?
Tensione in una condotta d’acqua:
a) FAI UN DISEGNO CHE ILLUSTRI LE PROPRIETA’ ESSENZIALI DELLA CONDOTTA: corrente
dell’acqua, campo elettrico, campo magnetico, superfici della condotta caricate “+” e “-“
b) Qual è il motivo per il quale gli ioni “+” dell’acqua si separano da quelli “-“.
c) Dimostrazione che all’equilibrio vale la formula E = v0B (in val. assoluto)
d) Qual è il valore V che si genera fra le pareti del condotto. Se il condotto ha forma circolare,
è vero che tutto un lato possiede la medesima tensione e tutto il lato opposto possiede la
medesima tensione opposta? (pensaci…)
e) In che modo è possibile determinare la velocità dei portatori di carica della corrente –e di
conseguenza, la velocità della corrente-.
Ruota di Barlow – 2° prova Zanichelli
a) FAI UN DISEGNO CHE ILLUSTRI LE PROPRIETA’ ESSENZIALI DELLA RUOTA DI BARLOW 2° ruota Zanichelli: ruota, velocità angolare , campo elettrico, campo magnetico. Indica
quali superfici della ruota sono caricate “+” e quali sono caricate “-“. Tieni conto del verso
di  e che gli e- hanno carica negativa.
b) Qual è il motivo per il quale si genera un campo elettrico dentro la sonda; perché nella
ruota si considerano solo le cariche negative e non quelle positive
c) Dimostrazione che all’equilibrio, senza tener conto dell’accelerazione centripeta, vale la
formula E(r) = rB0
d) Dimostrazione che, se si tiene conto dell’accelerazione centripeta, all’equilibrio vale la
formula: E(r) - rB0 = me-2r (se il campo elettrico è radiale verso l’interno) oppure vale
rB0 – E(r) = me-2r (se il campo elettrico è radiale verso l’esterno).
e) Breve discussione che dimostra che il termine centripeto è trascurabile. In Fisica ogni
affermazione deve essere supportata da un qualche calcolo! Fai vedere che il termine
centripeto è trascurabile usando questi valori: B=0,01T , =100rad/s , raggio della ruota
50cm.
f) Qual è il valore V che si genera fra il centro della ruota e la superficie esterna: fai il calcolo
grafico.
g) In che modo è possibile determinare il segno dei portatori di carica della corrente in un
metallo usando la ruota di Barlow
Ruota di barlow: quella con le punte che pescano nel mercurio (ruota di Barlow storica)
a) FAI UN DISEGNO CHE ILLUSTRI LE PROPRIETA’ ESSENZIALI DELLA RUOTA DI BARLOW
STORICA: ruota, vasca di mercurio, dente della ruota che pesca nella vasca, batteria
collegata alla ruota/al mercurio, corrente che passa per la ruota, magneti permanenti,
campo magnetico, verso di rotazione della ruota.
b) Spiega qual è il motivo per il quale la ruota gira.
c) Spiega perché nella vaschetta c’è mercurio e non acqua distillata.
FORZA DI LORENTZ
Raggio di curvatura dovuto alla forza magnetica.
PER QUANTO RIGUARDA I PROBLEMI
Ripassate quelli già fatti a casa e in classe. Eventualmente (vedrò se ne avrò voglia) ne
aggiungerò altri on-line.
Avete a disposizione gli appunti, le vostre relazioni, i video e gli applet, tutti adeguatamente
commentati in classe. Adesso arrangiatevi (siete maggiorenni)