Fisica - Scuola secondaria di secondo grado L'induzione elettromagnetica La legge di Faraday-Neumann-Lenz Forza elettromotrice indotta

21. Induzione elettromagnetica

20 esercizi

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Fisica

Un'asta conduttrice si muove all'interno di un campo magnetico. L'intensità del campo magnetico è uguale a 0,65 T, mentre la velocità dell'asta è pari a 2,6 m/s. Improvvisamente l'intensità del campo magnetico diminuisce, raggiungendo il valore di 0,48 T. Che valore deve assumere la velocità ν per ristabilire tra gli estremi dell'asta la stessa f.e.m. indotta che c'era all'inizio?

ν = ________ m/s

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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Il punteggio di un esercizio è determinato
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Fisica

Supponiamo di avere a disposizione tre diverse lampadine: la lampadina A con una resistenza di 240 Ω la B con una resistenza di 192 Ω e la C con una resistenza di 144 Ω. Una per volta, tutte e tre le lampadine vengono inserite in un circuito del tipo mostrato nella figura. In tutti e tre i casi, la velocità dell'asta e il campo magnetico restano gli stessi.
Metti in ordine decrescente le tre lampadine, in base al lavoro che deve compiere la mano che si trova nella figura.

A: B, A, C

B: A, C, B

C: B, C, A

D: C, B, A

E: A, B, C

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Fisica

Un campo magnetico è perpendicolare ai piani (paralleli) su cui giacciono le diverse spire di una bobina. Dato che il campo magnetico sta aumentando, nella bobina si produrrà una f.e.m. indotta, a meno che non venga fatto qualcosa per contrastarla. Eccetto uno, quelli elencati di seguito sono tutti accorgimenti efficaci per mantenere uguale a zero la f.e.m. indotta. Qual è l'unica operazione che non produce il risultato sperato?

A: Aumentare l'angolo tra il campo e la normale ai piani (paralleli) su cui giacciono le spire della bobina.

B: Diminuire il tempo durante il quale avviene l'aumento del campo magnetico.

C: Diminuire l'area delle spire che formano la bobina.

D: Diminuire l'area delle spire che formano la bobina e contemporaneamente aumentare l'angolo tra il campo e la normale ai piani (paralleli) su cui giacciono le spire della bobina.

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In un certo intervallo di tempo una bobina, che si trova all'interno di un campo magnetico uniforme di 0,38 T, viene ruotata da una posizione a un'altra. Questa rotazione produce nella bobina una f.e.m. indotta Ψ di 2,2 V. Lasciando tutti gli altri parametri uguali, quale sarebbe stata la f.e.m. indotta Ψ, se l'intensità del campo magnetico fosse stata di 0,55 T?

Ψ = ________ V

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 tre bobine (viste dall'alto), una quadrata e due rettangolari. Tutte e tre vengono spinte con la stessa velocità v in una regione di spazio occupata da un campo magnetico uniforme entrante nello schermo.
Fuori da questa regione di spazio il campo è uguale a zero.
In tutti e tre i casi l'intensità del campo magnetico è la stessa. Considera la f.e.m. indotta in ognuna delle tre spire quando vengono spinte dalla posizione iniziale mostrata nella figura (un lato sul confine della regione occupata dal campo) a quella finale, in cui sono completamente all'interno della regione occupata dal campo magnetico. Metti in ordine decrescente le tre f.e.m. indotte.

A: Ψ_B, Ψ_A e Ψ_C a pari merito.

B: Ψ_C, Ψ_A e Ψ_B a pari merito.

C: Ψ_A, Ψ_B, Ψ_C

D: Ψ_A, Ψ_C, Ψ_B

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Un filo indefinitamente lungo è attraversato da una corrente I. Il filo è perpendicolare al piano individuato da un anello di metallo e, come mostra la figura, passa proprio nel centro dell'anello. Supponiamo che l'anello possa cadere verticalmente mantenendo inalterata la sua orientazione rispetto al filo.
In quale verso circola la corrente indotta che si genera nell'anello?

A: Non si produce alcuna corrente indotta.

B: Il verso della corrente è individuato dalla sequenza CBAC.

C: Il verso della corrente è individuato dalla sequenza ABCA.

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La figura mostra dall'alto due bobine circolari in posizione concentrica. La bobina più grande è provvista di batteria e interruttore. Descrivi l'andamento della corrente indotta nella bobina più piccola dalla chiusura dell'interruttore della bobina esterna.

A: La corrente scorre in verso orario, ma soltanto per un tempo limitato dopo la chiusura dell'interruttore.

B: La corrente scorre ininterrottamente in verso orario.

C: La corrente scorre in verso antiorario, ma soltanto per un tempo limitato dopo la chiusura dell'interruttore.

D: La corrente scorre ininterrottamente in verso antiorario.

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In un circuito a corrente alternata, la corrente massima è pari a 6,0 A, mentre la tensione massima applicata al circuito è uguale a 9,0 V. Qual è la potenza media sviluppata dal circuito?

Potenza media = ________ W

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Consideriamo un circuito in corrente alternata. La potenza media dissipata in una resistenza di 47 Ω è pari a 2,0 W. Quanto vale la corrente massima I₀ che attraversa la resistenza?

I₀ = ________ A

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Consideriamo due spire circolari. Quando la corrente che circola nella prima spira subisce in un tempo Δt una variazione ΔI_P, nella seconda spira si genera una f.e.m. indotta Ψ_S, a causa di un processo chiamato mutua induzione. Chiamiamo M la mutua induttanza tra le due spire. Supponiamo di cambiare la posizione relativa delle due spire. In questa nuova posizione, per produrre una f.e.m. indotta Ψ_S nella seconda spira, bisogna modificare la corrente della prima spira di un fattore 2ΔI_P in un tempo 1/2 Δt.
Quanto vale la mutua induttanza delle spire in questa nuova disposizione?

A: 2M

B: 1/2 M

C: M

D: 4M

E: 1/4 M

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Consideriamo due solenoidi. L'induttanza del solenoide numero 1 è uguale alla metà dell'induttanza del solenoide numero 2. A dispetto di questa differenza l'energia immagazzinata nei due solenoidi è la stessa. Quanto vale il rapporto I₁/I₂ delle correnti che attraversano i due solenoidi?

A: 0,250

B: 4,000

C: 1,414

D: 0,500

E: 2,000

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La tabella mostra le autoinduttanze di tre solenoidi e la corrente che li attraversa. Il flusso del campo magnetico che attraversa i singoli avvolgimenti dei solenoidi è lo stesso in tutti e tre i casi.
Metti in ordine decrescente i tre solenoidi, in base al numero N di avvolgimenti che li caratterizzano.

A: N_A, N_C, N_B

B: N_B, N_A, N_C

C: N_A, N_B, N_C

D: N_B, N_C, N_A

E: N_C, N_A, N_B

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La bobina primaria di un trasformatore è connessa a una presa di corrente standard. Una resistenza R è collegata al trasformatore attraverso la bobina secondaria. Supponiamo che la resistenza alla quale è attaccato il trasformatore aumenti.
Cosa succede alla corrente che attraversa la bobina primaria? Come varia la potenza fornita dalla presa?

A: La corrente della bobina primaria aumenta; la potenza fornita dalla presa diminuisce.

B: La corrente della bobina primaria diminuisce; la potenza fornita dalla presa diminuisce.

C: Sia la corrente che la potenza rimangono invariate.

D: La corrente della bobina primaria aumenta; la potenza fornita dalla presa aumenta.

E: La corrente della bobina primaria diminuisce; la potenza fornita dalla presa aumenta.

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Consideriamo un trasformatore con un rapporto di trasformazione N_S/N_P = 1/10. La bobina primaria è direttamente collegata a una presa di corrente standard da 120 V. Un resistore da 470 Ω è collegato al trasformatore attraverso la bobina secondaria.
Quanto vale la potenza dissipata nel resistore?

P = ________ W

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La bobina primaria di un trasformatore (rapporto di trasformazione maggiore di 1) è collegata a una presa di corrente standard. Il resistore numero 1, di resistenza R₁, è connesso al trasformatore attraverso la bobina secondaria. Viene misurata la corrente che attraversa il resistore. Adesso si collega il resistore numero 2, di resistenza R₂, direttamente alla presa (senza trasformatore). Viene misurata la corrente che attraversa il resistore 2: si scopre che questa corrente è la stessa misurata per il resistore 1.
Qual è la relazione che lega R₂ a R₁?

A: R₂ è uguale a R₁.

B: La resistenza R₂ è maggiore della resistenza R₁.

C: La resistenza R₂ è minore della resistenza R₁.

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All'interno di un circuito che contiene un generatore di corrente alternata viene inserito un resistore. Cosa succede alla potenza media dissipata nel resistore quando la frequenza del generatore viene raddoppiata e il valore efficace della tensione triplicato?

A: La potenza media aumenta di un fattore 3² = 9, visto che è proporzionale al quadrato del valore efficace della tensione.

B: La potenza media aumenta di un fattore 2 x 3 = 6, visto che è proporzionale al prodotto della frequenza per il valore efficace della tensione.

C: Non accade nulla, perché la potenza media non dipende né dalla frequenza, né dal valore efficace della tensione.

D: La potenza media triplica perché è proporzionale al valore efficace della tensione.

E: La potenza media raddoppia perché è proporzionale alla frequenza.

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Il trasformatore è un dispositivo usato per

A: trasformare la tensione da continua ad alternata.

B: trasformare la tensione da alternata a continua.

C: aumentare o diminuire una tensione alternata sfruttando l'induzione elettromagnetica.

D: aumentare o diminuire una tensione alternata sfruttando il campo magnetico terrestre.

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Fisica

L'alternatore è un dispositivo usato per

A: trasformare la tensione da continua ad alternata.

B: modificare una tensione alternata.

C: produrre energia elettrica a partire da energia meccanica.

D: produrre energia meccanica a partire da energia elettrica.

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La corrente che attraversa un circuito triplica. L'induttanza del circuito

A: triplica.

B: si riduce a un terzo.

C: è costante.

D: si riduce a un nono.

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Uno dei seguenti dispositivi non ha a che fare con l'induzione elettromagnetica. Quale?

A: Il trasformatore.

B: L'alternatore.

C: La bussola.

D: Il microfono a bobina mobile.

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