Fisica - Scuola secondaria di secondo gradoIl magnetismoIl moto di una carica in un campo magneticoDirezione e verso della forza magnetica su una carica in moto

20. Il campo magnetico

20 esercizi
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Fisica

La tabella mostra cinque situazioni nelle quali una particella carica positivamente si muove all'interno di un campo magnetico uniforme B con una velocità v.
La colonna A indica la direzione della velocità della particella, la colonna B la direzione del campo magnetico e la colonna C la direzione della forza di Lorentz F.
Indica quali situazioni sono fisicamente possibili.
A: 2
B: 5
C: 1
D: 4
E: 3
Scelta multipla
2

Il punteggio di un esercizio è determinato
dalla difficoltà: da 1 (più facile) a 5 (più
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Nei pressi dell'equatore il campo magnetico terrestre è parallelo al terreno e punta verso nord. Un elettrone si muove verticalmente dal basso verso l'alto, allontanandosi dalla superficie. Qual è la direzione verso la quale punta la forza di Lorentz che agisce sull'elettrone?
A: La forza di Lorentz è uguale a zero.
B: Nord.
C: Sud.
D: Est.
E: Ovest.
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I disegni a lato mostrano quattro situazioni nelle quali una particella carica positivamente si muove con una velocità v all'interno di un campo magnetico B.
In tutte e quattro le situazioni il campo magnetico è diretto verso l'esterno dello schermo (punta verso i tuoi occhi) e la particella si muove verso destra. Soltanto in un caso però la forza F è stata disegnata correttamente.
Di quale disegno si tratta?
A: C
B: B
C: D
D: A
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Un protone, che viaggia con una velocità di 4,5 x 106 verso est, subisce una forza di Lorentz la cui massima intensità è pari a 8,0 x 10-14 N. La forza è diretta in basso, verso la superficie terrestre. Determina l'intensità e il verso del vettore campo magnetico, assumendo che esso sia perpendicolare alla traiettoria del protone.

B = ________ x 10-1 T, verso ________.

Per i numeri decimali usa la virgola e non il punto (per es. 56,2 e non 56.2). Fai attenzione alle cifre significative!
Completamento aperto
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Una particella carica positivamente si muove all'interno di una regione di spazio nella quale sono presenti un campo magnetico B e un campo elettrico E, entrambi uniformi.
La figura mostra tre possibili orientazioni per il vettore velocità v della particella. In quale situazione (1, 2, 3) la risultante delle forze che agiscono sulla particella (forza di Lorentz e forza elettrica) è maggiore?
A: 2
B: 3
C: L'intensità della forza è la stessa per tutte e tre le velocità.
D: 1
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La figura mostra tre particelle che stanno attraversando un campo magnetico uniforme, perpendicolare al piano su cui giacciono le loro traiettorie. Le particelle hanno la stessa massa e la stessa velocità.
Ordina in modo decrescente le tre particelle rispetto alla loro carica.
A: 2, 3, 1
B: 3, 2, 1
C: 1, 3, 2
D: 3, 1, 2
E: 1, 2, 3
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Un elettrone si muove attraverso due regioni rettangolari caratterizzate rispettivamente dai campi magnetici B1 e B2. Sappiamo che il campo B1 è più intenso del campo B2. Chiamiamo ν1 la velocità dell'elettrone nella regione 1 e ν2 la velocità dell'elettrone nella regione 2. Qual è la relazione che lega le velocità ν1 e ν2?
A: Le due velocità sono identiche.
B: La velocità ν1 è minore della velocità ν2, perché il raggio r1 è più piccolo del raggio r2.
C: La velocità ν1 è minore della velocità ν2, perché B1 è più grande di B2.
D: La velocità ν1 è minore della velocità ν2, perché l'elettrone accelera quando passa dalla regione 1 alla regione 2.
E: La velocità ν1 è più grande della velocità ν2, perché B1 è più grande di B2.
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La figura mostra la traiettoria circolare di un elettrone e di un protone. Anche se in valore assoluto le due particelle hanno la stessa carica, la massa del protone è maggiore di quella dell'elettrone. Sappiamo che le due particelle si muovono con la stessa velocità all'interno di un campo magnetico B, entrante nello schermo.
1) Qual è la particella che sta seguendo la traiettoria più esterna?
2) Si sta muovendo in senso orario o antiorario?
A: 1) elettrone; 2) senso orario.
B: 1) protone; 2) senso orario.
C: 1) elettrone; 2) senso antiorario.
D: 1) protone; 2) senso antiorario.
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Un protone e un elettrone con la stessa velocità seguono una traiettoria circolare all'interno di un campo magnetico uniforme. Quanto vale il rapporto  rprotone/relettrone tra i raggi delle traiettorie delle due particelle?
Esprimi il risultato con quattro cifre significative.

rprotone/relettrone = ________

Completamento aperto
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Quali delle seguenti azioni di un campo magnetico su una particella carica sono vere? Un campo magnetico:

1. può aumentare la velocità della particella.
2. può accelerare una particella.
3. esercita sempre una forza su una particella in movimento.
4. può esercitare una forza su una particella ferma.
A: 2 e 4
B: 2 e 3
C: solo 2
D: solo 3
E: 1 e 2
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La figura mostra un filo percorso da corrente allineato lungo l'asse x. La corrente I è pari a 3,0 A e scorre verso destra. Il filo, lungo 0,50 m, si trova all'interno di un campo magnetico B che punta lungo l'asse +z e ha un'intensità di 2,0 T. Qual è l'intensità e il verso della forza F che si esercita sul filo?

F = ________ N, verso ________

Per i numeri decimali usa la virgola e non il punto (per es. 56,2 e non 56.2). Fai attenzione alle cifre significative!
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La figura mostra quattro diversi modi di sistemare una magnete a forma di ferro di cavallo e un filo percorso da corrente perpendicolare allo schermo. Sappiamo che la corrente scorre nel verso uscente dallo schermo. In quale situazione la forza esercitata sul filo dal campo magnetico è diretta verso nord?
A: 1 e 2
B: 3
C: 1
D: 3 e 4
E: 2
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In ciascuno dei quattro disegni sono riportati due fili indefinitamente lunghi percorsi dalla stessa intensità di corrente. Il punto P presente nella figura è equidistante da entrambi i fili. In quale (o quali) di queste situazioni il campo magnetico nel punto P è uguale a zero?
A: 2 e 3
B: 3 e 4
C: 1
D: 2 e 4
E: 2
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Nei tre fili indefinitamente lunghi mostrati nella figura scorre la stessa intensità di corrente. Il verso della corrente del filo C è opposto a quello dei fili A e B. Sappiamo che i tre fili sono equispaziati tra loro. Ogni filo sperimenta una forza dovuta alla presenza degli altri due. Su quale filo si esercita la forza più grande?
A: C
B: Sui i fili si esercita la stessa forza.
C: A
D: B
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Supponiamo di voler creare in una certa regione di spazio un campo magnetico uniforme di grande intensità.
Quale delle seguenti è la scelta migliore?
A: La regione esterna a un solenoide molto lungo e percorso da corrente.
B: Lo spazio che circonda un filo indefinitamente lungo percorso da corrente.
C: La regione interna di un solenoide percorso da corrente.
D: Lo spazio che circonda una spira percorsa da corrente.
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La figura mostra due spire circolari concentriche. La spira più interna ha un raggio R0 ed è percorsa dalla corrente I0, mentre quella più esterna, di raggio 2R0, è attraversata da una corrente uguale a 4I0. Sappiamo che le due correnti scorrono in verso opposto. Supponiamo che R0 = 0,20 m e I0 = 1,5 A. Calcola il campo magnetico totale nel centro delle due spire.

B = ________ x 10-6 T
verso: ________

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Se hai a disposizione soltanto l'area di una superficie piana e il flusso magnetico relativo a essa, sei in grado di calcolare:
A: niente, non avendo sufficienti informazioni circa il campo magnetico.
B: la componente del campo magnetico perpendicolare alla superficie.
C: l'intensità del campo magnetico che attraversa la superficie.
D: la componente del campo magnetico parallela alla superficie.
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La figura mostra un cubo. Le linee tratteggiate sono perpendicolari alle facce 1, 2 e 3 del cubo. Nella figura sono indicate anche le orientazioni dei campi magnetici relativi alle singole facce. Sappiamo che i campi magnetici B1, B2 e B3 hanno la stessa intensità. B2 è parallelo alla faccia 2.
Metti in ordine decrescente i flussi del campo magnetico relativi alle facce 1, 2 e 3 del cubo.
A: Φ1, Φ3, Φ2
B: Φ2, Φ1, Φ3
C: Φ1, Φ2, Φ3
D: Φ3, Φ2, Φ1
E: Φ2, Φ3, Φ1
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Le correnti mostrate in figura hanno intensità diverse l'una dall'altra. Consideriamo un percorso chiuso intorno a esse. Secondo il teorema di Ampere ∑BparalleloΔl = μ0I, quanto vale la corrente I che compare nell'equazione a destra del segno "uguale"?
A: 12 A
B: 2 A
C: 7 A
D: 5 A
E: 0 A
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Due fili sono lunghi 8,5 m e distanti 50 cm tra loro. Ciascuno dei due fili è attraversato da una corrente elettrica di intensità 2,6 A. La forza magnetica tra i due fili
A: ha modulo F = 2,3 x 10-7 N ed è attrattiva.
B: ha modulo F = 8,8 x 10-6 N ed è repulsiva.
C: ha modulo F = 2,3 x 10-5 N ma non si può dire se sia attrattiva o repulsiva.
D: ha modulo F = 8,8 x 10-6 N ma non si può dire se sia attrattiva o repulsiva.
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