Test da Olimpiadi della Fisica

Due lunghi fili paralleli A e B conducono una corrente elettrica I, come mostrato in figura.



Il campo magnetico in un punto P posto nel mezzo tra A e B vale . . .

Il disegno mostra un lungo filo rettilineo percorso da una corrente elettrica stazionaria.



Il punto P è posto alla distanza r dal filo.

Quale o quali delle seguenti affermazioni sono corrette?

1 - Il campo magnetico in P è inversamente proporzionale a r.
2 - Il campo magnetico in P è proporzionale alla corrente elettrica.
3 - Il campo magnetico in P è parallelo al filo.

Un protone si muove lungo la direzione z in verso positivo dopo essere stato accelerato, a partire dalla quiete, attraverso una differenza di potenziale V. Successivamente il protone passa attraverso una regione con un campo elettrico uniforme di intensità E rivolto lungo l'asse x in verso positivo, e un campo magnetico di intensità B rivolto lungo l'asse y in verso positivo. In questa regione il protone continua a viaggiare in moto rettilineo.

Se l'esperimento fosse ripetuto usando una differenza di potenziale 2V per accelerare il protone, questo sarebbe inizialmente. . .

In figura è schematizzata una particella con carica +Q e massa m che procede con velocità costante v, e quindi in linea retta. La particella penetra in un campo magnetico uniforme di induzione B diretto in verso uscente dal foglio e quindi comincia a percorrere una traiettoria circolare con raggio R. Si ripete l'esperimento dopo aver aumentato l'intensità del campo magnetico.



Quali delle seguenti affermazioni sul raggio R sono vere?

1 - Se la stessa particella avesse la stessa velocità iniziale allora il raggio R sarebbe maggiore.
2 - Perché il raggio R resti uguale bisogna che la velocità iniziale della stessa particella sia maggiore.
3 - Se la stessa particella avesse una carica maggiore, il raggio R potrebbe rimanere uguale anche con la stessa velocità iniziale.

Due lunghi fili rettilinei, paralleli, posti a distanza d, sono disposti sul piano di questo foglio, e sono percorsi da corrente elettrica di intensità I uguale nei due fili e rivolta nello stesso verso.

Il campo magnetico generato dalla corrente che scorre nei due fili, in un punto del foglio, equidistante da essi, è:

Due magneti a barra identici sono posizionati come nel disegno.



In quali dei punti indicati il campo magnetico ha la massima intensità?

Un filo conduttore si sta muovendo in direzione perpendicolare ad un campo magnetico di intensità B, come rappresentato in figura, cosicché tra i suoi estremi si stabilisce una d.d.p. indotta.



Se l'intensità del campo magnetico viene raddoppiata, allora la differenza di potenziale elettrico tra gli estremi del conduttore. . .

Un fascio bene collimato di particelle, di massa m e carica elettrica q, passa attraverso un forellino, in una camera di lunghezza L. All'interno della camera si trovano un campo elettrico E e un campo magnetico B, entrambi uniformi, costanti e orientati come in figura.



Qual è il modulo della velocità v delle particelle che attraversano lungo una retta tutta la camera ed escono dal secondo forellino posto sulla parete opposta?

Due solenoidi A e B, vuoti al loro interno, sono collegati con un filo, come mostrato in figura. Due barre magnetizzate, 1 e 2, sono appena sopra i due solenoidi.



Se il polo nord del magnete 1 è lasciato cadere verso il solenoide A, simultaneamente il polo sud del magnete 2 sarà . . .

Tre spire conduttrici sono disposte come in figura con l'asse in comune. Una corrente I viene vista dall'osservatore scorrere in verso antiorario nella spira centrale mentre questa si muove a velocità v verso l'osservatore; le spire 1 e 2 sono ferme.



Allora l'osservatore vedrà. . .

Una calamita viene fatta passare a velocità costante attraverso una spira formata da un filo metallico, come mostrato in figura. Sia t₁ l'istante di tempo in cui il punto centrale della calamita attraversa il piano della spira.



Quale dei seguenti grafici rappresenta meglio la relazione che esiste tra la corrente elettrica indotta nella spira ed il tempo?

NOTA: In una vista dall'alto della spira la corrente indotta si considera positiva se circola in senso antiorario, come mostrato in figura.

Una spira conduttrice di forma rettangolare, muovendosi di moto rettilineo uniforme su di un piano, come mostrato in figura, attraversa una regione di campo magnetico uniforme, perpendicolare al piano, in verso entrante nel foglio. La spira presenta una resistenza elettrica, mentre il coefficiente di autoinduzione può essere trascurato.



Quale tra i seguenti grafici rappresenta meglio l'andamento temporale della corrente elettrica che circola nella spira?

In una regione è presente un campo uniforme di induzione magnetica B. Una particella di carica Q e quantità di moto p entra nella regione viaggiando ad angolo retto rispetto al campo e viene deflessa di 90° per azione della forza magnetica, come mostrato nel diagramma. Tutte le altre forze si possono trascurare.



Quale delle seguenti è l'espressione corretta per la lunghezza s della traiettoria nella regione di campo magnetico?

Una bacchetta conduttrice lunga l = 20 cm viene spostata alla velocità v = 3.0 m s^-1 in direzione perpendicolare alla sua lunghezza. Per la presenza di un campo di induzione magnetica uniforme, perpendicolare sia alla sbarretta che alla direzione del moto, si può misurare un d.d.p. tra i capi della sbarretta, ΔV = 12 mV.

Quanto vale l'intensità del campo magnetico?

Un trasformatore viene adoperato per alimentare correttamente una lampadina da 24 W, 6 V, utilizzando una tensione con un valore efficace di 240 V, come in figura.



Si suppone che il trasformatore abbia un rendimento del 100%. Quale delle seguenti affermazioni NON è corretta?

Un filo rettilineo percorso da corrente è immerso in un campo magnetico uniforme tra le espansioni polari di un magnete. La situazione è illustrata schematicamente in figura; la corrente elettrica ha verso entrante nel foglio.



Il campo magnetico esercita sul filo una forza diretta...

Una particella carica, che si muove alla velocità di 7.5 x 10⁵ m s^-1, entra in un campo magnetico uniforme, di modulo 4.0 x 10^-2 T, perpendicolare alla direzione da cui proviene la particella. All'interno del campo, la particella subisce una forza di modulo 9.6 x 10^-15 N. Di che particella si tratta, tra queste?