Campo magnetico Forza di Lorentz ( rappresenta anche

Campo magnetico
Forza di Lorentz ( rappresenta anche graficamente)
1. Una carica di 2,0  10-6 C si muove con v=200 m/s perpendicolarmente alla direzione di un campo
magnetico B=0,1 T. Trova l’intensità della forza di Lorentz che agisce sulla carica e il modulo della velocità
della carica dopo 4,0 s.
(4,0  10-5 N ; 200 m/s)
2. Una carica di 1,7  10-6 C si muove con v= 540 m/s parallelamente alla direzione di un campo magnetico
B=0,44 T. Trova l’intensità della forza di Lorentz che agisce sulla carica e il modulo, la direzione e il verso
della velocità della carica dopo 15 s. ( 0N - 540 m/s - verso e direzione iniziali)
3. Un elettrone si muove con velocità di 500 m/s formando un angolo  = 30° con la direzione di un campo
magnetico B = 450 mT. Trova l’intensità della forza di Lorentz che agisce sulla carica ( 1,8  10-17 N)
4. Una particella  (carica 2e=3,204  10-19 C) che si muove con v=5000 m/s formando un angolo =30° con
la direzione di un campo magnetico B, è soggetta a una forza di Lorentz F=0,42 10-14 N. Quanto vale
l’intensità del campo magnetico?
(5,2T)
5. Una carica che si muove con v=200 m/s un angolo =45° con la direzione di un campo magnetico
B=1,2mT, è soggetta a una forza di Lorentz F=4,0  10-5 N. Quanto vale il modulo della carica?
(2,4  10-4 C)
6. Una carica q=3,0  10-4 C si muove con v=100m/s perpendicolarmente alla direzione di un campo
magnetico B=3,5 T. Trova raggio, periodo e frequenza della sua traiettoria circolare sapendo che la massa
della carica è m=0,20 g. ( 19m - 1,2s - 0,84Hz)
7. Una carica q=2,0  10-4 C si muove in un campo magnetico B=1,5T, descrivendo una traiettoria circolare
di raggio 26 cm, impiegando un tempo di 2,0 s per percorrere l’intera circonferenza. Trova il modulo della
velocità e la massa della carica. (82 m/s - 9,6  10-5 Kg)
8. Una carica q=2,5  10-2 C entra con una velocità v=50m/s in una zona in cui è presente un campo
magnetico B=0,15T, formando con la direzione di quest’ultimo un angolo =60°. Se la massa della carica è
di 5,0  10-6 Kg, quanto vale il passo della traiettoria ad elica cilindrica? (21 cm)
9. Se la zona in cui è presente il campo magnetico dell’esercizio precedente ha larghe dimensioni
trasversali e una dimensione longitudinale (lungo l’asse dell’elica) pari a s=2,5 m, quanto impiega la carica
per attraversare l’intera zona?
( 0,10 s)
10. Un conduttore rigido di lunghezza 10,0 cm è percorso da una corrente di 500mA. Se esso forma con la
direzione di un campo magnetico di modulo B=0,15T un angolo =30°, quanto vale il modulo della forza
che agisce sul conduttore? ( 3,75  10-3 N)
11. Un conduttore rigido di lunghezza 22 cm è immerso in un campo magnetico B=0,95T e forma con la
direzione di quest’ultimo un angolo =40°. Se la forza a cui è soggetto il conduttore vale 4,5 10-2 N, quale
corrente lo attraversa? ( 335 mA)
12. In figura è mostrato il circuito ABCD di forma quadrata con lato di
10,0cm, percorso da una corrente di 50,0 mA e immerso in un
campo magnetico B=50,0T, in modo da formare un angolo di 45°:
Trova la forza esercitata su ogni lato del circuito
(il modulo è sempre 1,77 10-4 N; la direzione è sempre
perpendicolare alla figura; il verso è uscente per i lati AB e Bc,
entrante per gli altri)
13. Una carica q>0 di massa trascurabile entra in una zona in cui
sono presenti un campo elettrico E=2,0 V/m e un campo magnetico
B che sono perpendicolari tra loro, con una velocità di 25 m/s. La direzione della velocità della
carica in ingresso nella zona è perpendicolare al piano individuato dai vettori E e B. In tale
situazione la carica risente sia degli effetti del campo elettrico E sia di quelli del campo
magnetico B. Quale deve essere il modulo di B perché la carica non subisca alcuna deviazione? (80 mT)
14. Se la carica dell’esercizio precedente vale 10 mC, ha una velocità di 50 m/s, il campo elettrico vale
2,5V/m e quello magnetico 0,5 T, trova il modulo, la direzione e il verso delle due forze sviluppate dal
campo elettrico e da quello magnetico in ingresso nella zona in cui sono presenti i due campi
(FE =2,5 10-2 N, stessa direzione e verso del campo elettrico; F B =2,5 10-1 N, stessa direzione del campo
elettrico, ma verso opposto)
15. Un conduttore rigido lungo 15,0 cm è percorso da una corrente di 250 mA. Se esso forma con la
direzione di un campo magnetico B=1,50 T un angolo di 25°, quanto vale il modulo della forza che agisce
sul conduttore?
(2,38  10-2 N)
16. In figura è mostrato il circuito ABC a forma di triangolo rettangolo
isoscele con cateto di 10 cm percorso da una corrente di 50 mA e
immerso in un campo magnetico di 50 mT. Trova la forza esercitata
su ogni lato del circuito.
( FAB = 2,5  10-4 N perpendicolare alla figura e di verso uscente; F BC
= 0 N; FCA = 2,5  10-4 N perpendicolare alla figura e di verso
entrante)
17. Un conduttore rigido lungo 20 cm e di massa 100 g è posto in
direzione parallela al suolo e percorso da una corrente di 10 A. E’
immerso in un campo magnetico diretto perpendicolarmente al
conduttore e anch’esso parallelo al suolo. Il conduttore è soggetto
alla propria forza peso. Trova il modulo del campo magnetico perché
il conduttore resti sospeso ( 0,49 T)
18. La figura rappresenta uno spettrografo di massa. Le particelle,
immesse da un iniettore alla stessa velocità, vengono curvate dal
campo magnetico e vanno a urtare su uno schermo fluorescente.
Si supponga che d2=2d1 e che le particelle la cui traiettoria ha diametro
d1 siano dotate in modulo della carica elementare. Dire se le seguenti
affermazioni sono vere o false:
a- le particelle con traiettoria 1 sono di carica positiva
b- le particelle con traiettoria 4 sono di carica negativa
c- le particelle con traiettorie 1 e 3 hanno masse diverse
d- se le particelle con traiettoria 4 hanno la stessa carica di quelle con
traiettoria 3, allora la loro massa è doppia
e- se le particelle con traiettorie 2 e 4 hanno la stessa massa, allora la
loro carica è uguale
f- le particelle con traiettoria 2 sono di carica negativa
g- se le particelle con traiettoria 4 hanno il doppio della carica elementare, allora la loro massa è il
quadruplo di quelle con traiettoria 3
h – le particelle con traiettorie 2 e 4 hanno stessa massa
19. All’interno di una spira quadrata rigida di lato 8 cm circola una corrente di
3A. Nel piano individuato dalla spira giace un filo rettilineo parallelo a due lati
della spira attraversato da una corrente di 10 A. Considerato il tratto AB del filo
in figura.di lunghezza pari al lato della spira, determina modulo,direzione e
verso della forza risultante che esso imprime sulla spira quadrata sapendo che
la distanza a è pari a 2 cm
(1,92  10-5 N/m; la forza è diretta perpendicolarmente al filo e tende ad
allontanare la spira)
20. Un filo rettilineo posto nel vuoto è percorso da una corrente di 50 mA. Trova il
modulo, la direzione e il verso del campo magnetico generato dal filo a una distanza r
di 20 mm e modulo, direzione e verso della forza esercitata su una carica di
4,510-4C che si muove a 300m/s a distanza r formando un angolo di 60° col piano in
cui giace il campo magnetico generato dal filo(5 10-7 T tangente alla circonferenza di raggio r con verso antiorario se
visto dall’alto; 5,85 10-8 N lungo la direzione radiale alla circonferenza di raggio r diretto verso il filo rettilineo)