V/m V = 2 10 V

3° App. Fisica 2
25 Giugno 2010
NOME
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COGNOME
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NUMERO DI MATRICOLA
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AVVERTENZE PARTE A (12pt., 60 minuti):
Il compito DEVE essere svolto singolarmente e non a matita. Sono ammessi solo carta e penna. NON sono ammessi
libri, appunti, calcolatrici, telefoni cellulari. Gli zaini vanno depositati ai lati. NON si esce dall’aula durante il periodo
dell’esame. Tutti gli esercizi devono essere risolti indicando l’unità di misura.
A ogni risposta esatta verrà attribuito 1 punto. In caso di risposta errata o mancante verrano attribuiti 0 punti.
Per accedere alla parte B è necessario totalizzare almeno 6
NB Per lo svolgimento degli esercizi si consideri: εο = 10 -11 C2/Nm2 μo = 4π × 10-7 N/A2
A1) In un filo infinito di sezione S = 4 cm2 scorre una corrente uniforme con densità in modulo pari J = 100 mA/m2.
Calcolare il modulo del campo B nel punto P che si trova ad una distanza d = 4 cm dal centro del filo.
I
B = 2 10-10T (=200pT)
P
A2) Una sbarretta conduttrice lunga L = 40 cm si muove nel piano xy con velocità v = 2 m /s uy ed è immersa in un
campo di induzione magnetica B di modulo B= 5 ×10-4 T uniforme e costante e diretto a 30 ° rispetto all’asse y.
Calcolare la differenza di potenziale VCA = VC – VA che si misura ai capi della sbarretta.
z
B
30°
y
C
VCA = -2 10-4 V (-0.2mV)
x A v
A3) Un potenziale elettrico ha la seguente espressione V= k xy2, dove k vale 3 V/m3. Quanto valgono le componenti del
campo elettrico nel punto P di coordinate x = 5 mm, y = 2 cm, z = 3 cm?
Ε = 10-4 (-12; -6; 0) V/m
A4) Due cariche elettriche q1 = 5π mC e q2 = - π mC sono disposte come mostrato in figura ad una distanza d = 10 cm.
Calcolare il potenziale nel punto P che giace sull’asse y ad una distanza d/2 dalle cariche.
z
V = 2 109 V (=2 GV)
d
q1
x
P
q2
y
A5) Una carica elettrica q = 5 mC si muove con velocità v = 3 i + 0j + 5 k m/s. Essa di muove all’interno di un campo
di induzione magnetica B = 6 i + 7 j + 2k [T] . Quanto vale in modulo e verso la componente della forza nella direzione
x che agisce sulla carica?
Fx = - 0.175 N
A6) Un condensatore collegato ad un generatore di tensione V = 100 V ha le armature poste a distanza d = 0.4 m. Una
lamina di materiale dielettrico di area uguale a quelle della lamina e di costante dielettrica εr = 2.5 viene inserita
all’interno del condensatore. Quanto vale il campo elettrico all’interno della lamina dielettrica.
V
E = 250 V/m
3° App. Fisica 2
25 Giugno 2010
A7) Quanto vale la resistenza di un un cilindro di rame (ρ = 2 ⋅ 10-8 Ωm) raggio esterno R1= 2 cm e altezza h = 10 π cm.
Si consideri il flusso di corrente nella direzione della freccia in figura.
R1
R= 5 10^(-6) Ω
h
A8) Quanto vale in modulo direzione e verso la forza che agisce su il lato AB (lunghezza l = 3 cm) della spira di
corrente mostrata in figura (V = 1 V, R = 1 Ω) immersa in un campo magnetico B = 5 ⋅ 10-5 i [T]
R
D
z
C
V
F = 15 10-7 [N] (uz)
(=1.5 μN)
B
A
x
y
B
A9) Alla sinistra di una lente biconvessa con |f| = 10 cm, alla distanza di 30 cm, viene posta una freccia luminosa alta 8
cm. Quanto vale l’altezza dell’immagine della freccia?
H= 4 cm
p = 30 cm
A10) Un materiale birifrangente di spessore D = 2 mm è caratterizzato dagli indici di rifrazione nx = 2.05 e ny = 2.
Un’onda elettromagnetica di lunghezza d’onda λ = 50 μm è polarizzata a 45° rispetto a x e si propaga nella direzione z.
Quanto vale la differenza di fase accumulata dalle due componenti x e y del campo elettrico durante la propagazione
attraverso il materiale
y
x
45°
Δφ= 4 π
A11) Un’onda elettromagnetica di frequenza ω = 20π⋅1012 rad/s si propaga in un mezzo lungo con indice di rifrazione
n = 2. Quanto vale la lunghezza d’onda nel mezzo?
λ = 15μm
A12) Quanto vale la distanza d mostrata in figura sapendo che n = 1.5, θi = 30°, e che il raggio proviene dall’aria?
θi
d = 2/3 cm (6.66 mm)
H = 2 cm
n
d