Verifica 2F

Liceo Scientifico Statale "Albert Einstein"
Via G. Parini,10 - 35028 PIOVE DI SACCO
Verifica scritta di Fisica
Alunno
Classe 5DS
Data 21/12/2007
1. Si consideri il circuito rappresentato in figura di cui
C1
sono noti i seguenti dati:
C1= 300 nF ; C3 =1 μF ; V = 30 V
A
B
Il condensatore C2 è un condensatore piano avente le
armature quadrate di 90 cm di lato e distanti tra di loro
0.1 mm e tra le armature è presente un dielettrico.
I
C3
C2
−12 F
, ε r = 5.4 .
ε o = 8.85 ⋅10
+ _
m
D
¾ Si calcoli:
(a) La capacità equivalente della rete di condensatori;
V
(b) La carica sulle armature di ciascun condensatore;
(c) Le differenze di potenziale VAB =VA-VB e VBD =VB-VD ;
(d) L’intensità del campo elettrico tra le armature del condensatore C2.
¾ Se si chiude l’interruttore I, cortocircuitando il condensatore C3 quanto vale la differenza di
potenziale VAB =VA-VB e la carica sulle armature dei condensatori C1 e C2 ?
¾ Se l’interruttore I viene sostituito da un condensatore C4, quanto deve valere la sua capacità
2
affinché VAB = V ?
3
2. Due superfici piane conduttrici distano tra loro d (si veda la figura sottostante), sono alte h =
2cm , portano ciascuna una carica elettrica di densità superficiale rispettivamente pari a +σ e -σ
e recano due piccoli fori nei punti A e B . Un elettrone le attraversa perpendicolarmente, un
protone arriva nel punto C con velocità parallela alle superfici, come mostrato nella figura
sottostante. Quando l'elettrone oltrepassa la superficie carica negativamente, la sua velocità
vale vo = 1,0 •105 m/s, mentre quando attraversa la seconda superficie la sua velocità vale v1 =
1,0 •106 m/s. Il protone quando arriva nel punto C, distante d/2 dalle superfici, possiede una
velocità v2 = 1,0 •105 m/s.
a) Calcolare il valore della distanza d ;
b) Stabilire se il protone arrivi all’impatto con una delle superfici.
Gli effetti di natura gravitazionale sono trascurabili. Si supponga che tra le superfici
conduttrici il campo elettrico sia con buona approssimazione uniforme e che la sua intensità
sia calcolabile con la formula rigorosamente valida nel caso di superfici piane indefinite.
[σ = 2,5 nC/m2 ; me= 9,1•10-31 kg ; mp= 1,67•10-27 kg ; qe = -1,6•10-19 C ; qp = +1,6•10-19 C ]
p+
h
e-
3. Un condensatore di capacità C1= 200 nF viene inizialmente caricato, collegandolo ad un
generatore, sottoponendolo a una d.d.p. pari a 300 V. Successivamente viene staccato dal
generatore e collegato ad un secondo condensatore inizialmente scarico, come in figura, di
capacità C2= 100 nF.
(a) Si determini la d.d.p. tra i punti A e B e la carica sui condensatori;
(b) si determini l’energia elettrostatica immagazzinata nei condensatori prima e dopo il loro
collegamento.
A
C1
C2
B