1 Perché un oggetto neutro diventi carico positivamente occorre:

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1 Legge di Coulomb 1 Perché un oggetto neutro diventi carico positivamente occorre: A togliere neutroni. B aggiungere neutroni. C aggiungere elettroni. D togliere elettroni. E riscaldarlo per produrre un cambiamento di stato. 2 Le foglie di un elettroscopio carico positivamente divergono maggiormente quando un oggetto viene portato vicino al pomello dell elettroscopio. L oggetto deve essere: A un conduttore. B un isolante. C carico positivamente. D carico negativamente. E neutro. 3 Considera i seguenti passi operativi: 1) mettere a terra l elettroscopio; 2) interrompere la messa a terra dell elettroscopio; 3) toccare l elettroscopio con una bacchetta carica; 4) portare vicino una bacchetta carica, ma senza toccare l elettroscopio; 5) allontanare la bacchetta carica. Per caricare l elettroscopio per induzione occorre seguire la sequenza: A 1, 4, 5, 2. B 4, 1, 2, 5. C 3, 1, 2, 5. D 4, 1, 5, 2. E 3, 5. 4 Un isolante carico può essere scaricato passandolo sopra una fiamma. Questo perché la fiamma: A lo riscalda. B lo asciuga. C contiene biossido di carbonio. D contiene ioni. E contiene atomi che si muovono più rapidamente. 5 Due particelle, X e Y, sono distanti 4 m. X ha una carica 2Q e Y ha una carica Q. Il rapporto tra la forza elettrostatica agente su X e quella agente su Y è: A 4:1. B 2:1. C 1:1. D 1:2. E 1:4. 6 Due protoni (p 1 e p 2 ) e un elettrone (e) giacciono su una linea retta, come nella figura. Le direzioni della forza di p 2 su p 1, della forza di e su p 1 e della forza risultante su p 1 sono, rispettivamente: A,,. B,,. C,,. D,,. E,,. 7 Le cariche q 1 e q 2 sono sull asse x, con q 1 a x = a e q 2 a x = 2a. Perché la forza risultante su un altra carica posta nell origine sia zero, q 1 e q 2 devono essere collegate dalla relazione q 2 =: A 2q 1. B 4q 1. C 2q 1. D 4q 1. E q 1 /4. 8 Una particella di carica C e massa 20 g si muove alla velocità costante di 7 m/s in un orbita circolare attorno a una particella ferma, di carica C. Il raggio dell orbita è: A 0. B 0,23 m. C 0,62 m. D 1,6 m. E 4,4 m. 1

2 9 Un coulomb equivale a: A un ampere/secondo. B mezzo ampere secondo 2. C un ampere/metro 2. D un ampere secondo. E un newton metro La carica totale negativa formata dagli elettroni presenti in una mole di elio (numero atomico 2, massa molare 4) è: A 4, C. B 9, C. C 1, C. D 3, C. E 7, C. 11 Un filo è attraversato da una corrente stazionaria di 2 A. Il numero di elettroni che attraversano una sezione perpendicolare in 2 s è: A 2. B 4. C 6, D 1, E 2, Un conduttore si distingue da un isolante con lo stesso numero di atomi in base al numero di: A atomi quasi liberi. B elettroni. C elettroni quasi liberi. D protoni. E molecole. 13 Lo schema in figura mostra due coppie di cubi di plastica molto carichi. I cubi 1 e 2 si attraggono reciprocamente e i cubi 1 e 3 si respingono l un l altro. Quale tra i seguenti schemi illustra le forze del cubo 2 sul cubo 3 e del cubo 3 sul cubo 2? 14 Una sfera metallica neutra è sospesa con un filo. Una bacchetta isolante carica positivamente viene collocata vicino alla sfera, che viene attratta dalla bacchetta. Questo avviene perché: A la sfera si carica positivamente per induzione. B la sfera si carica negativamente per induzione. C il numero di elettroni nella sfera è maggiore di quello nella bacchetta. D il filo non è perfettamente isolante. E sulla sfera avviene una redistribuzione degli elettroni. 2

3 15 Un elettroscopio viene caricato per induzione usando una bacchetta di vetro che è stata caricata positivamente per sfregamento con un pezzo di seta. Le foglie dell elettroscopio: A guadagnano elettroni. B guadagnano protoni. C perdono elettroni. D perdono protoni. E guadagnano un numero uguale di protoni ed elettroni. 16 Un piccolo oggetto ha carica Q. Una carica q viene rimossa da questo e spostata su un secondo piccolo oggetto. I due oggetti sono distanti 1 m. Affinché la forza che ciascun oggetto esercita sull altro abbia il valore massimo, q dovrebbe valere: A 2Q. B Q. C Q/2. D Q/4. E Due sfere conduttrici identiche A e B hanno uguale carica. Sono separate da una distanza molto più grande dei loro diametri. Una terza sfera conduttrice C, identica alle altre, è scarica. La sfera C viene messa dapprima in contatto con A, poi con B e infine allontanata. Di conseguenza, la forza elettrostatica fra A e B, che era inizialmente F, diventa: A F/2. B F/4. C 3F/8. D F/16. E Una particella con carica Q si trova sull asse y a distanza a dall origine, e una particella con carica q si trova sull asse x a distanza d dall origine. Il valore di d per cui la componente x della forza sulla seconda particella ha il valore maggiore è: A 0. B a. C 2 a. D a/2. E a/ Nel modello di Rutherford dell atomo di idrogeno, un protone (massa M, carica Q) costituisce il nucleo, e un elettrone (massa m, carica q) si muove attorno al protone in un cerchio di raggio r. Siano k la costante della forza di Coulomb (1/4 0 ) e G la costante di gravitazione universale. Il rapporto tra la forza elettrostatica e la forza gravitazionale tra l elettrone e il protone è: A kqq/gmmr 2. B GQq/kMm. C kmm/gqq. D GMm/kQq. E kqq/gmm. 20 Della carica è distribuita sulla superficie di un guscio conduttore sferico. Una particella puntiforme con carica q si trova all interno. Se gli effetti della polarizzazione sono trascurabili, la forza elettrica sulla particella è più grande quando questa si trova: A vicino alla superficie interna della sfera. B al centro della sfera. C a metà strada tra il centro della sfera e la superficie interna. D in qualunque posto all interno (la forza è la stessa ovunque e non è nulla). E in qualunque posto all interno (la forza è nulla ovunque). Soluzioni 1 D 2 C 3 B 4 D 5 C 6 B 7 D 8 B 9 D 10 C 11 E 12 C 13 C 14 E 15 A 16 C 17 C 18 E 19 E 20 A 3

4 Campi elettrici 1 La figura mostra le linee del campo elettrico in una regione di spazio contenente due piccole sfere cariche (Y e Z). Si deduce che: A Y è negativo e Z è positivo. B l intensità del campo elettrico è la stessa ovunque. C il campo elettrico è più intenso a metà tra Y e Z. D un piccolo corpo carico negativamente collocato in x sarebbe spinto verso destra. E Y e Z devono avere lo stesso segno. 2 Una carica puntiforme isolata produce un campo elettrico di intensità E in un punto a 2 m di distanza. Un punto in cui il campo elettrico ha valore E/4 si può trovare a distanza: A 1 m. B 0,5 m. C 2 m. D 4 m. E 8 m. 3 Due cariche puntiformi, C e C sono distanti 4 m. L intensità del campo elettrico (in N/C) a metà strada tra di esse è: A B C D E 22,5. 4 Una carica positiva +Q è distribuita uniformemente sulla metà superiore di una barretta di forma semicircolare e una carica negativa Q è distribuita uniformemente sulla metà inferiore. Qual è la direzione del campo elettrico nel punto P, centro del semicerchio? A. B. C. D. E. 5 Un campo elettrico di 200 N/C è orientato nella direzione positiva dell asse x. La forza su un elettrone posto in questo campo vale: A 2, m/s 2, nel verso x positivo. B 2, m/s 2, nel verso x negativo. C 3, m/s 2, nel verso x positivo. D 3, m/s 2, nel verso x negativo. E 0. 6 Un elettrone in moto verso nord entra in una regione in cui è presente un campo elettrico uniforme e diretto verso ovest. L elettrone: A aumenta la sua velocità. B rallenta. C devia verso est. D devia verso ovest. E continua con la stessa velocità e nella stessa direzione. 1

5 7 Un campo elettrico uniforme di 300 N/C forma un angolo di 25 con il momento di dipolo di un dipolo elettrico. Se il momento ha intensità C m, il momento torcente esercitato dal campo vale in modulo: A 6, N m. B 2, N m. C 5, N m. D 6, N m. E 2, N m. 8 Il momento di dipolo di un dipolo collocato in un campo elettrico di 300 N/C è inizialmente perpendicolare al campo, ma ruota fino ad assumere la stessa direzione del campo. Se il momento ha intensità C m, il lavoro fatto dal campo è: A J. B J. C 0. D J. E J. 9 Uno sperimentatore A usa una carica di prova q 0 e uno sperimentatore B usa una carica di prova 2q 0 per misurare un campo elettrico prodotto da cariche stazionarie. Lo sperimentatore A trova un campo che è: A lo stesso, sia in intensità che in direzione, che trova B. B maggiore in intensità del campo trovato da B. C minore in intensità del campo trovato da B. D opposto in direzione al campo trovato da B. E o più grande o più piccolo del campo trovato da B, dipende dall accelerazione delle cariche di prova. 10 Due sottili gusci sferici, uno di raggio R e l altro di raggio 2R, circondano una particella puntiforme carica, isolata. Il rapporto tra il numero di linee di campo attraverso la sfera più grande e il numero di linee attraverso la sfera più piccola è: A 1. B 2. C 4. D 1/2. E 1/4. 11 Due protoni (p 1 e p 2 ) sono sull asse x, come mostrato in figura. Le direzioni del campo elettrico nei punti 1, 2 e 3 sono, rispettivamente: A,,. B,,. C,,. D,,. E,,. 12 I diagrammi raffigurati illustrano quattro differenti distribuzioni di cariche. Le particelle cariche si trovano tutte alla stessa distanza dall origine. Il campo elettrico nell origine: A è maggiore nella situazione 1. B è maggiore nella situazione 3. C è zero nella situazione 4. D è verso il basso nella situazione 1. E è verso il basso nella situazione 3. 2

6 13 Due particelle puntiformi, con la stessa carica, sono collocate su due vertici di un triangolo equilatero. Una terza particella carica è posta in modo tale che il campo elettrico sul terzo vertice sia zero. La terza particella deve: A essere sulla perpendicolare bisettrice della linea congiungente le prime due cariche. B essere sulla linea congiungente le prime due cariche. C avere la stessa carica delle prime due particelle. D avere carica della stessa intensità delle prime due particelle, ma la sua carica può avere un segno diverso. E essere al centro del triangolo. 14 La carica positiva +Q è distribuita uniformemente nella metà superiore della barra raffigurata, mentre la carica negativa Q è distribuita uniformemente nella metà inferiore. Qual è la direzione del campo elettrico nel punto P, sulla perpendicolare bisettrice della barra? A. B. C. D. E. 15 Il campo elettrico prodotto da una distribuzione uniforme di carica su uno strato sferico è nullo: A ovunque. B da nessuna parte. C solo al centro del guscio. D solo all interno del guscio. E solo all esterno del guscio. 16 Una particella carica è collocata in un campo elettrico il cui valore cambia con la posizione. Sulla carica non viene esercitata alcuna forza: A nelle posizioni in cui il campo elettrico è 0. B nelle posizioni in cui l intensità del campo elettrico è 1/(1, ) N/C. C se la particella è in moto lungo una linea di campo. D se la particella si muove perpendicolarmente a una linea di campo. E se il campo è prodotto da un ugual numero di cariche positive e negative. 17 Due particelle cariche sono collocate come mostrato in figura. In quale regione si potrebbe mettere una terza particella, di carica +1 C, in modo che la forza elettrostatica risultante su di essa sia zero? A Solamente in I. B Solamente in I e II. C Solamente in lii. D Solamente in I e III. E Solamente in II. Soluzioni 1 D 2 D 3E 4 B 5 B 6 C 7 B 8 D 9 A 10 A 11 E 12 C 13 A 14 B 15 D

7 Legge di Gauss 1 Una carica totale di 6, C è distribuita uniformemente su un cilindro di raggio 2,1 cm e lunghezza 8,8 cm. La densità di volume della carica è: A 5, C/m 3. B 5, C/m 2. C 8, C/m 3. D 5, C/m 3. E 6, C/m 3. 2 Una particella con carica q si trova al centro di una superficie gaussiana a forma di cubo. Il flusso del campo elettrico attraverso una faccia del cubo è: A q/8 0. B q/16 0. C q/4 0. D q/ 0. E q/ La tabella riporta il flusso del campo elettrico, in N m 2 /C, attraverso le basi e le superfici laterali di quattro superfici gaussiane a forma di cilindro. Base Base Superficie sinistra destra laterale cilindro 1: cilindro 2: cilindro 3: cilindro 4: Ordina i cilindri in base alla carica contenuta, dal più negativo al più positivo. A 3, 4, 2, 1. B 4, 3, 2, 1. C 4, 3, 1, 2. D 3, 1, 4, 2. E 1, 2, 3, 4. 4 Un campo elettrico uniforme di 30 N/C è orientato perpendicolarmente verso la faccia sinistra di una grande lamina conduttrice, neutra. La densità superficiale di carica, rispettivamente sulla faccia sinistra e destra, è: A 2, C/m 2 ; +2, C/m 2. B +2, C/m 2 ; 2, C/m 2. C 5, C/m 2 ; +5, C/m 2. D +5, C/m 2 ; 5, C/m 2. E 0; 0. 5 Un guscio sferico conduttore ha carica q. Una carica puntiforme Q è collocata al centro della cavità. La carica sulla superficie interna del guscio e la carica sulla superficie esterna del guscio vale, rispettivamente: A q, Q q. B q, 0. C q, Q + q. D Q, 0. E 0, Q. 6 Una carica Q è distribuita uniformemente su un guscio sferico isolante. Il flusso elettrico risultante, in N m 2 /C, attraverso la superficie interna del guscio è: A 0. B Q/ 0. C 2Q/ 0. D Q/4 0. E Q/ Due grandi piatti paralleli contengono una uguale quantità di carica, una positiva e l altra negativa, distribuita uniformemente sulle superfici interne. Ordina i punti da 1 a 5 in base all intensità del campo elettrico in quei punti, dal più piccolo al più grande. A 1, 2, 3, 4, 5. B 1, 4 e 5 pari, poi 2 e 3 pari. C 2 e 3 pari, poi 1, 4 e 5 pari. D 5, 4, 3, 2, 1. E 2 e 3 pari, poi 1 e 4 pari, infine 5. 1

8 8 Una sfera solida isolante di raggio R contiene carica positiva distribuita uniformemente nel volume. Quale tra i grafici qui sopra fornisce correttamente l andamento dell intensità del campo elettrico E in funzione di r? A I. B II. C III. D IV. E V. 9 Della carica si trova sulla superficie di una sfera conduttrice isolata di raggio 2,7 cm. La densità superficiale di carica è uniforme e vale 6, C/m 2. La carica totale sulla sfera è: A 9, C. B 6, C. C 4, C. D 2, C. E 5, C. 10 Quando un foglio di carta è tenuto con una faccia perpendicolare a un campo elettrico uniforme, il flusso che lo attraversa è 25 N m 2 /C. Quando il foglio è ruotato di 25 rispetto al campo, il flusso diventa: A 0. B 12 N m 2 /C. C 21 N m 2 /C. D 23 N m 2 /C. E 25 N m 2 /C. 11 Individua l affermazione ERRATA fra le seguenti. A La legge di Gauss può essere ricavata dalla legge di Coulomb. B La legge di Gauss afferma che il numero netto di linee che attraversano una qualunque superficie chiusa in una direzione verso l esterno è proporzionale alla carica netta racchiusa dentro la superficie. C La legge di Coulomb può essere ricavata dalla legge di Gauss e dalla simmetria. D La legge di Gauss si applica a una superficie chiusa di qualunque forma. E In base alla legge di Gauss, se una superficie chiusa non racchiude nessuna carica allora il campo elettrico deve annullarsi ovunque sulla superficie. 12 Un istruttore di fisica carica un generatore elettrostatico a 25 µc in un anticamera e poi lo porta nell aula di lezione. Il flusso elettrico netto in N m 2 /C attraverso le pareti dell aula di lezione è: A 2, B 2, C D 0. E non si può sapere senza conoscere le dimensioni dell aula. 13 Un cestino per la carta, con l apertura rotonda di raggio 0,15 m, si trova in un campo elettrico uniforme di 300 N/C, perpendicolare all apertura. Il flusso totale attraverso i lati e il fondo, in N m 2 /C, è: A 0. B 4,2. C 21. D 280. E non si può sapere senza conoscere l area dei lati e del fondo. 2

9 14 Su un guscio conduttore sferico vengono messi 10 C di carica. Una particella di carica 3 C è collocata al centro della cavità. La carica netta sulla superficie interna del guscio è: A +3 C. B 3 C. C 7 C. D +7 C. E 0 C. 15 Una carica Q è distribuita ovunque uniformemente in una sfera isolante di raggio R. L intensità del campo elettrico in un punto situato a distanza R/2 dal centro è: A Q/4 0 R 2. B Q/ 0 R 2. C 3Q/4 0 R 2. D Q/8 0 R 2. E nessuna delle risposte precedenti. 16 Una carica positiva Q è collocata su un guscio conduttore sferico con raggio interno R 1 e raggio esterno R 2. Una particella di carica q è messa al centro della cavità. L intensità del campo elettrico in un punto della cavità, a distanza r dal centro, è: A 0. B Q/4 0 R 1 2. C q/4 0 r 2. D (q + Q)/4 0 r 2. E (q + Q)/4 0 (R 1 2 r 2 ). 17 Una semisfera di raggio 3,5 cm contiene una carica totale di 6, C. Il flusso attraverso la parte rotonda della superficie è 9, N m 2 /C. Il flusso attraverso la base piatta è: A 2, N m 2 /C. B +2, N m 2 /C. C 0. D 9, N m 2 /C. E +9, N m 2 /C. 18 Della carica è distribuita uniformemente sulla superficie di una grande piastra piatta. Il campo elettrico a 2 cm dalla lastra è 30 N/C. Il campo elettrico a 4 cm dalla piastra è: A 120 N/C. B 80 N/C. C 30 N/C. D 15 N/C. E 7,5 N/C. 19 Una particella carica puntiforme è messa al centro di una superficie sferica gaussiana. Il flusso del campo elettrico E cambia se: A la sfera è sostituita con un cubo di ugual volume. B la sfera è sostituita da un cubo con un volume pari a un decimo. C la particella carica è spostata dal centro (ma ancora dentro la sfera iniziale). D la particella carica è spostata appena fuori della sfera. E una seconda particella carica è collocata appena fuori della sfera. 20 Un conduttore cavo è carico positivamente. Una piccola sfera di metallo scarica viene calata, mediante un filo di seta, attraverso una stretta apertura nella sommità del conduttore, fino a toccare la superficie interna. Dopo che è stata rimossa, la sfera avrà: A carica positiva. B carica negativa. C carica il cui segno dipende da quale parte della superficie interna ha toccato. D carica il cui segno dipende dalla posizione del piccolo foro nel conduttore. E nessuna carica apprezzabile. Soluzioni 1 D 2 A 3 E 4 A 5 C 6 A 7 B 8 C 9 B 10 D 11 E 12 A 13 C 14 D 15 D 16 C 17 A 18 C 19 D 20 E 3