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1 Simulazione di Terza Prova. Classe 5DS. Disciplina: Fisica. Data: 10/12/10 Studente: Quesito N 1. Punti 4. Come si definisce l energia potenziale elettrica? Si ricavi l espressione dell energia potenziale in un caso interessante. Se il valore dell energia potenziale nel punto A vale U A = 60 J, è possibile calcolare il lavoro delle forze del campo quando la carica si sposta da A ad un punto a distanza infinita da A? Se è possibile quanto vale tale lavoro? E possibile calcolare il valore del potenziale nel punto A? [Si giustifichino le risposte] (Rispondi al quesito in un massimo di 12 righe) Quesito N 2. Punti 4. Si consideri una sfera non conduttrice carica con densità volumica di carica uniforme ρ. Applicando il teorema di Gauss si calcoli l intensità del campo elettrico all esterno e all interno della sfera e si rappresenti tale intensità in un grafico in funzione della distanza r dal centro della sfera. Se la sfera ha raggio R = 50 cm e carica complessiva Q = 10-4 C quanto vale l intensità del campo in un punto distante 50 cm dalla sua superficie? (Rispondi al quesito in un massimo di 10 righe).

2 Quesito N 3. Punti 3. Si descriva cosa accade quando si pone un conduttore ideale cavo di forma ellissoidale in un regione dello spazio in cui è presente un campo elettrico uniforme. Si utilizzi il box a lato per rappresentare la situazione (si richiede in particolare di rappresentare alcune linee di campo). La superficie del conduttore è equipotenziale? La densità di carica superficiale è uniforme? Quanto vale il campo elettrico all interno del conduttore? (Rispondi al quesito in un massimo di 10 righe) 4. Quesito N 4. Punti 4. Nella figura a lato sono rappresentate alcune superfici equipotenziali. Cos è una superficie equipotenziale? E possibile precisare il segno delle cariche sorgenti? E possibile calcolare il lavoro compiuto dalle forze del campo su una carica di prova q o = C che si sposta da A a B? E possibile stimare l intensità del campo nel punto D? Se si sposta una carica q o di un piccolo tratto nella lungo la direzione e secondo il verso del campo elettrico: la sua energia potenziale elettrica aumenta o diminuisce? La risposta dipende dal segno della carica? Si rappresentino nella figura a lato alcune linee di campo. (Rispondi al quesito in un massimo di 12 righe) B A -5V -10V -12V Q 1 0V Q 2 5V 10V 12V 1 m C D

3 Quesito N 2. Punti 4. Si consideri un superficie cilindrica cava conduttrice carica con densità superficiale di carica uniforme σ. Applicando il teorema di Gauss si calcoli l intensità del campo elettrico all esterno e all interno della superficie ciindrica e si rappresenti tale intensità in un grafico in funzione della distanza r dall asse del cilindro. Se il cerchio di sezione 6 2 del cilindro ha raggio R = 50 cm e la densità superficiale di carica è σ = 10 C / m, quanto vale l intensità del campo in un punto distante 50 cm dalla superficie cilindrica? [Superficie laterale di un cilindro di altezza h : S L =2πrh ] (Rispondi al quesito in un massimo di 10 righe). R Quesito N 3. Punti 3. Due distribuzioni piane e infinite di carica opposta sono poste parallelamente nel vuoto alla distanza d=1m (Si veda Fig.1). Come si ricava l espressione del campo elettrico nella regione compresa fra i due piani? Sapendo che 9 2 σ = C / m, si rappresenti il campo elettrico mediante le linee di forza e si calcoli l intensità del campo nelle tre regioni individuate dai due piani carichi. Si risponda in modo analogo nel caso in cui tra le due precedenti distribuzioni si collochi una terza distribuzione di carica negativa (si veda Fig.2). Fig.1 Fig.2

4 Classe 5DS. Simulazione di Terza Prova. Disciplina: Fisica Studente: Quesito N 1. Punti 5. Cosa è un condensatore? Come si calcola la capacità di un condensatore piano? Quali funzioni svolge il dielettrico in un condensatore? (Rispondi al quesito in un massimo di 15 righe. Il retro del foglio può essere utilizzato per disegni calcoli e formule) Quesito N 2. Punti 5. Si descriva il ruolo del generatore in un circuito elettrico, commentando la frase non sempre la d.d.p. ai capi del generatore coincide con la f.e.m. del generatore. In relazione al circuito elettrico rappresentato a lato si calcoli poi la corrente nella resistenza R 4 e la differenza di potenziale V AB = V A V B sapendo che tutte le resistenze valgono 6 Ω ad eccezione di R 4 che vale 4 Ω. (Rispondi al quesito in un massimo di 15 righe Il retro del foglio può essere utilizzato per disegni, calcoli e formule). I

5 Classe 5DS. Simulazione di Terza Prova. Disciplina: Fisica Studente: Quesito N 3. Punti 5. Si descriva il processo di carica di un condensatore. Si affronti poi il seguente caso concreto: quanto vale la carica sulle armature del condensatore dopo 2 sec dalla chiusura dell interruttore in un circuito di carica in cui E =18 V, C = 20 µf = F, R = 10 5 Ω? (Rispondi al quesito in un massimo di 15 righe. Il retro del foglio può essere utilizzato per disegni calcoli e formule)

6 Simulazione di Terza Prova. Classe 5DS. Disciplina: Fisica. Data: 23/05/08 Studente: Quesito N 1. Punti 5. Si illustrino due a piacere degli esperimenti eseguiti da Faraday per indagare il fenomeno dell induzione magnetica (in almeno uno dei due sia coinvolto un magnete). Si dia poi l enunciato della legge di Faraday (definendo le grandezze in essa contenute) e se ne spieghi il significato anche considerando eventualmente gli esperimenti considerati in precedenza. (Rispondi al quesito in un massimo di 15 righe) Quesito N 2. Punti 5. Si osservino le tre figure sottostanti. Nella figura (a) una spira sta cadendo tra le espansioni polari di un magnete; nella figura (b) si supponga che la corrente (diretta verso il basso) stia aumentando nel tempo; nella figura (c) il magnete a sbarra sta cadendo verso il basso oltre il piano della spira. Per i tre casi si precisi il verso della corrente indotta nella spira giustificando brevemente la scelta fatta. (Rispondi al quesito in un massimo di 15 righe) I Figura (a) Figura (b) Figura (c)

7 Quesito N 3. Punti 5. Si descriva, realizzando un disegno semplificato, il principio di funzionamento di un alternatore. Si spieghi poi in cosa differisce un alternatore da un motore elettrico. (Rispondi al quesito in un massimo di 15 righe) _ 4. _ 1_ 1_ 1_ 14. 1_