Compito di fisica VT

1. Una bobina circolare costituita da 30 spire e di raggio 4,0 cm è immersa in un campo magnetico uniforme e costante di intensità 0,30 T. Inizialmente il suo asse centrale è inclinato di 30° rispetto alla direzione del campo. Successivamente la bobina si muove rispetto al campo magnetico: il suo asse ruota attorno al centro della bobina con moto circolare uniforme assumendo, ogni quarto di periodo, posizioni alternativamente perpendicolari e parallele alla direzione del campo. La velocità di rotazione è di 3,14 rad/s. Calcolare la variazione del flusso del campo magnetico dopo un quarto di periodo dalla posizione iniziale e la relativa forza elettromotrice indotta.

2. Calcolare, relativamente al caso precedente, quante spire in teoria dovrebbe avere la bobina per ottenere una forza elettromotrice di 1 mV.

3. In una camera a nebbia immersa in un campo magnetico uniforme di 0,3 T (il campo ha direzione perpendicolare al piano della camera) una particella a penetra lateralmente la camera e percorre al suo interno una traiettoria con un raggio di curvatura di 40 cm. Calcolare la velocità e l'energia cinetica della particella.

4. Un solenoide costituito da 150 spire di raggio 3,00 cm ha un 'induttanza pari a 5,3 10-4 H. esso viene percorso da una corrente di 500 mA. Calcolare la lunghezza del solenoide e la densità di energia del campo magnetico associata.

5. Lo studente spieghi come si introduce e si definisce la densità di energia del campo magnetico.

Valori di grandezze utili per la risoluzione dei problemi:  carica del protone: 1,6 10-19 C;  massa della particella a:  6,64 10-27 kg;  m0 = 4 p 10-7 N/A2.