Fisica - Scuola secondaria di secondo grado Le cariche elettriche Elettrizzazione per strofinio e per contatto Conduttore elettrico

Il campo elettrico

23 esercizi

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Fisica

Due oggetti possiedono una carica elettrica rispettivamente di -8,0 μC e -2,0 μC. Quanti elettroni devono essere trasferiti dal primo al secondo oggetto
per fare in modo che entrambi abbiano la stessa carica elettrica?
Scrivi il risultato utilizzando due cifre significative (es. 6,3).

Numero di elettroni = ________ x 10¹³.

Completamento aperto

Il punteggio di un esercizio è determinato
dalla difficoltà: da 1 (più facile) a 5 (più
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Fisica

Ciascuna delle tre sfere mostrate nella figura possiede una carica elettrica. Come si vede dal disegno, le sfere A e B
si attraggono reciprocamente; la stessa cosa accade per le sfere A e C.
Quali delle seguenti affermazioni relative alle sfere B e C
è corretta?

A: Non ci sono sufficienti informazioni per rispondere alla domanda.

B: Le due sfere si attraggono reciprocamente.

C: Le due sfere si respingono reciprocamente.

D: Le due sfere non si attraggono, né respingono.

Scelta multipla

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Fisica

Un'asta di ebanite carica positivamente viene avvicinata a una piccola sfera conduttrice scarica. Considerando che
tra i due oggetti non avviene nessun contatto, quali delle seguenti affermazioni è corretta?

A: L'asta attrae la sfera.

B: Quando l'asta si avvicina alla sfera, la forza, che in precedenza era attrattiva, diventa repulsiva.

C: L'asta non attrae né respinge la sfera.

D: L'asta respinge la sfera.

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Fisica

Consideriamo due conduttori identici carichi. Un'asta
di ebanite carica positivamente attrae uno dei due conduttori, mentre respinge il secondo. Dopo aver messo in contatto i due corpi conduttori, entrambi vengono respinti dall'asta. Cosa possiamo concludere circa la carica iniziale dei due conduttori?

A: Inizialmente un oggetto ha una carica negativa
e uno una carica positiva, in valore assoluto più grande di quella negativa.

B: Inizialmente un oggetto ha una carica positiva
e uno una carica negativa, in valore assoluto più grande di quella positiva.

C: Inizialmente entrambi gli oggetti hanno la stessa carica positiva.

D: Inizialmente entrambi gli oggetti hanno la stessa carica negativa.

Scelta multipla

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Fisica

Consideriamo tre sfere conduttrici A, B e C; sappiamo che soltanto una di esse possiede una carica elettrica q.
Una delle sfere scariche può caricarsi toccando la sfera carica. Supponiamo che questo processo, che consiste nel mettere in contatto le sfere per poi separarle, possa continuare indefinitamente. In questo modo ciascuna delle tre sfere può acquisire una carica sempre diversa.
Quale delle seguenti distribuzioni di carica è impossibile da raggiungere?

A: q_A = 3/8 q, q_B = 3/8 q, q_C = 1/4 q

B: q_A = 1/3 q, q_B = 1/3 q, q_C = 1/3 q

C: q_A = 1/2 q, q_B = 1/4q, q_C = 1/4 q

D: q_A = 1/2 q, q_B = 3/8 q, q_C = 1/4 q

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Fisica

Due cariche, q₁ e q₂, sono posizionate in due diversi
punti dello spazio che hanno potenziale elettrico V.
Le due cariche hanno anche la stessa energia potenziale elettrica?

A: No, perché il potenziale V in un punto dipende dalla carica presente in quel punto, mentre l'energia potenziale elettrica U è indipendente dalla carica.

B: No, perché l'energia potenziale elettrica U in un punto dipende dalla carica presente in quel punto tanto quanto dipende dal potenziale elettrico V.

C: Sì. Se infatti il potenziale elettrico nei punti in cui sono disposte le cariche è lo stesso, indipendentemente dal segno e dalla grandezza delle cariche, sarà la stessa anche la loro energia potenziale elettrica.

D: Sì, perché potenziale elettrico ed energia potenziale elettrica non sono altro che termini diversi per esprimere lo stesso concetto.

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Fisica

Considera le seguenti quattro affermazioni riguardanti
due cariche puntiformi. Determina quali azioni non cambiano l'intensità della forza elettrostatica che ciascuna carica esercita sull'altra:

A. Raddoppiare il valore di ciascuna carica, raddoppiando anche la distanza che le separa.

B. Raddoppiare il valore di ciascuna carica, riducendo
alla metà del valore iniziale la distanza che le separa.

C. Raddoppiare il valore di una delle due cariche, raddoppiando la distanza che le separa.

D. Raddoppiare il valore di una delle due cariche, aumentando la distanza che le separa di un fattore √2.

A: A e D.

B: C e D.

C: B e C.

D: A e B.

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Fisica

Le due armature di un condensatore piano sono separate da 1,5 cm. Il potenziale dell'armatura negativa è uguale
a 0 V, mentre a metà strada tra le due armature
il potenziale vale +15 V (guarda la figura).
Quanto vale il campo elettrico all'interno del condensatore (considera positivo il verso che punta in alto)?
Scrivi il risultato includendo il segno del campo e utilizzando due cifre significative.

E = ________ x10³ V/m

Completamento aperto

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Fisica

Un campo elettrico si può misurare in:

A: J · C

B: J/C oppure V/J

C: V/m oppure in N/C

D: N/m²

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Fisica

Stabilisci quali delle seguenti affermazioni sono vere e quali false.

A: La legge di conservazione della carica elettrica afferma che durante qualsiasi processo, la carica elettrica totale di un sistema isolato rimane costante.

B: Per il principio di sovrapposizione la forza totale che agisce su una carica elettrica è il prodotto delle forze che su di essa esercita ciascuna delle cariche circostanti indipendentemente dalla presenza delle altre.

C: Il campo elettrico totale generato da un insieme di cariche è il prodotto vettoriale dei campi elettrici generati da ogni singola carica.

D: Le linee di forza del campo elettrico sono sempre uscenti dalle cariche positive ed entranti in quelle negative.

E: In condizioni di equilibrio elettrostatico, ogni carica in eccesso si dispone sulla superficie di un conduttore.

Vero o falso

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Fisica

La figura mostra tre condensatori piani con le rispettive armature separate dalla stessa distanza. Metti in ordine decrescente i condensatori rispetto all'intensità del campo elettrico che si genera al loro interno.

A: A, C, B.

B: A, B, C.

C: B, C, A.

D: C, A, B.

E: C, B, A.

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Fisica

Una carica positiva puntiforme q₁ genera un campo elettrico di intensità E₁ in un punto dello spazio distante r₁ dalla carica. La carica viene rimpiazzata quindi da un'altra carica positiva q₂ che genera un campo elettrico di intensità E₂ = E₁ a una distanza r₂ = 2r₁.
Qual è la relazione che lega q₂ a q₁?

A: q₂ = 4 q₁

B: q₂ = 2 q₁

C: q₂ = √2 q₁

D: q₂ = 1/4 q₁

E: q₂ = 1/2 q₁

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Fisica

A causa di un campo elettrico, una carica positiva +q subisce una forza di intensità F diretta verso sinistra.
La carica positiva viene quindi rimpiazzata da una carica negativa -2q. Quali sono le caratteristiche della forza
che subisce la carica negativa?

A: Intensità della forza = 2F, forza diretta verso destra.

B: La carica negativa non subisce nessuna forza,
perché il campo elettrico agisce soltanto sulle cariche positive.

C: Intensità della forza = 2F, forza diretta verso sinistra.

D: Intensità della forza = F, forza diretta verso sinistra.

E: Intensità della forza = F, forza diretta verso destra.

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Fisica

Completa la frase scegliendo le parole tra quelle sotto elencate.
L'energia delle particelle atomiche e nucleari, come l'elettrone o il ________, si esprime in ________ (eV) che è la ________ di energia ________ subita da un elettrone quando si muove attraverso una differenza di potenziale di 1 ________.
Poiché la variazione di energia potenziale è
lq₀ΔVl = l(- ________ · 10^-19 C) · (1,00 V)l = 1,60 · 10^-19________ ne consegue che: 1 eV = 1,60 · 10^-19 J.

Posizionamento

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Fisica

Una carica puntiforme di 1,4 μC si trova all'interno di un condensatore piano. La forza che agisce su di essa è pari a 0,28 N. Qual è la densità di carica delle armature del condensatore?
Scrivi il risultato utilizzando due cifre significative (es. 3,5).

σ = ________ x 10^-6 C/m²

Completamento aperto

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Fisica

Immaginiamo di raddoppiare la lunghezza e la larghezza delle armature di un condensatore piano; poi raddoppiamo anche la distanza che le separa.
Cosa succede alla capacità del condensatore?

A: La capacità cresce di un fattore 4.

B: La capacità diminuisce di un fattore 4.

C: La capacità cresce di un fattore 8.

D: La capacità diminuisce di un fattore 2.

E: La capacità cresce di un fattore 2.

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Fisica

La figura mostra alcune linee di forza di un campo elettrico. Considera i campi elettrici nei punti indicati e mettili in ordine decrescente rispetto alla loro intensità.

A: A, C, B.

B: C, A, B.

C: B, A, C.

D: A, B, C.

E: B, C, A.

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Fisica

I disegni mostrano (in sezione) due sfere solide e due sfere cave. Ciascuna di esse è fatta di rame e possiede una certa quantità di carica, come indicato in figura. Guardando la distribuzione delle cariche sulle sfere, determina quale di esse è in equilibrio elettrostatico.

A: B

B: C

C: D

D: A

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Fisica

Un condensatore scarico è capace di immagazzinare 1,0ּ10^-4 J di energia quando viene collegato a una certa batteria. Se la distanza tra le armature viene dimezzata
e lo spazio che le separa viene riempito da un dielettrico (ε_r = 3,0), quanta energia potrà essere immagazzinata in questo "nuovo" condensatore quando lo colleghiamo alla stessa batteria utilizzata in precedenza?
Scrivi il risultato utilizzando due cifre significative (es. 3,4).

Energia = ________ x10^-4 J.

Completamento aperto

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Fisica

La figura mostra una carica positiva che si sta muovendo dal punto A al punto B all'interno di un campo elettrico uniforme. La forza elettrica compie sulla carica un lavoro ________ e di conseguenza la sua energia potenziale elettrica ________.

Completamento chiuso

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Fisica

Tre cariche puntiformi (alcune positive e alcune negative) sono posizionate ai vertici dello stesso quadrato in diverse configurazioni (A, B, C, D). Tutte le cariche hanno la stessa grandezza in valore assoluto.
Qual è, se esiste, la configurazione di carica che genera al centro del quadrato il campo elettrico di maggiore intensità?

A: D

B: A

C: B

D: Le quattro configurazioni di carica generano al centro del quadrato lo stesso campo elettrico.

E: C

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Fisica

Quali sono le due (o più) azioni che aumenterebbero l'energia immagazzinata in un condensatore piano
quando la differenza di potenziale tra le sue armature viene mantenuta costante?

1. Aumentare la superficie delle armature.
2. Diminuire la superficie delle armature.
3. Aumentare la distanza tra le armature.
4. Diminuire la distanza tra le armature.
5. Inserire un dielettrico tra le armature.

A: 1, 3

B: 1, 4, 5

C: 2, 3, 5

D: 2, 4

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Fisica

Un condensatore piano è collegato a una batteria che mantiene costante la differenza di potenziale tra le sue armature. Se le armature vengono allontanate tra loro,
in maniera tale che la distanza che le separa aumenti,
cosa succede alla quantità di carica depositata su di esse?

A: La carica diminuisce, perché la capacità aumenta.

B: Non accade nulla; la carica sulle armature resta la stessa.

C: La carica aumenta, perché la capacità diminuisce.

D: La carica aumenta, perché anche la capacità aumenta.

E: La carica diminuisce, perché anche la capacità diminuisce.

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