Domande
Per ciascuna domanda, formula una risposta esaustiva e articolata.
- {A} Come si può generare un campo elettrico uniforme? Come varia il potenziale nella regione di spazio in cui il campo è uniforme? Abbozza un disegno delle linee del campo e delle superfici equipotenziali.
- {A} In quali condizioni il potenziale elettrico è costante? Come varia il campo in questo caso? Abbozza un disegno delle linee del campo e delle superfici equipotenziali.
- {A} Come varia il campo elettrico tra le piastre di un condensatore? Come varia il potenziale? Abbozza un disegno delle linee del campo e delle superfici equipotenziali.
- {A} Una piccola carica positiva viene posta in un punto dello spazio. Non vi è alcuna forza elettrica su di essa. Qual è il valore del campo elettrico in quel punto e come varia il potenziale in prossimità del punto? Significa che non ci sono cariche elettriche nelle vicinanze? Suggerisci una distribuzione di carica (due o più cariche) che produca un campo nullo in un punto nello spazio.
- {A} Qual è il segno delle cariche che generano il seguente campo? Disegna le superficie equipotenziali.
- {A} Disegna le linee del campo elettrico.
- {A} Qual è il segno delle cariche che generano il seguente campo? Disegna le superficie equipotenziali.
- {A} Disegna il campo elettrico generato da due cariche positive e le superfici equipotenziali. Spiega in quali punti, se esistono, il campo è nullo, il potenziale è nullo, il campo è massimo, il potenziale è massimo.
- {A} Disegna il campo elettrico generato da due cariche di segno opposto e le superfici equipotenziali. Spiega in quali punti, se esistono, il campo è nullo, il potenziale è nullo, il campo è massimo, il potenziale è massimo.
- {B} Cosa succede quando un conduttore è posto in un campo elettrico esterno? Come puoi verificare la tua spiegazione?
- {B} Come si dispone la carica in eccesso su un conduttore? Per un conduttore carico, come variano, all’interno e all’esterno del conduttore, il campo e il potenziale?
- {B} Come si può proteggere un dispositivo elettronico da campi elettrici esterni? Perché gli smartphone con frame in alluminio presentano delle tacche in plastica sui bordi?
- {B} Ha senso affermare “non c’è campo” quando ci si trova in alta montagna? In una grotta? Perché?
- {C} Come si può costruire un condensatore? Come si carica e come si scarica? A cosa serve?
- {C} Da cosa dipende la capacità di un condensatore? Perché? Cosa succede se si collegano dei condensatori in serie? Se si collegano in parallelo?
- {C} Cosa succede quando un isolante è posto in un campo elettrico esterno? Cosa rappresenta la costante dielettrica?
- {C} Cosa sono i fulmini? Quando si verificano? Come ci si può proteggere dai fulmini?
- {C} Quando si possono osservare delle scariche elettriche? Perché a volte percepiamo una scossa quando tocchiamo i carrelli della spesa o delle maniglie metalliche? Perché queste scosse non sono particolarmente pericolose.
Quiz
- Da cosa dipende il campo elettrico $\vec E$ in un punto dello spazio, che si trova a una distanza $r$ dalla carica sorgente? (Più di una risposta può essere corretta.)
- (a) La grandezza della carica di prova.
- (b) Il segno della carica di prova.
- (c) La grandezza e il segno della carica sorgente.
- (d) La grandezza e il segno della carica di prova.
- Perché è possibile schermare un oggetto da un campo elettrico esterno usando un conduttore?
- (a) Perché all’interno dei conduttori ci sono cariche elettriche libere di muoversi.
- (b) Perché all’interno dei conduttori ci sono sia cariche positive e sia negative.
- (c) Sia (a) che (b) sono essenziali.
- Se si colloca un blocco fatto di materiale conduttore in un campo elettrico uniforme esterno $\vec{E_0}$, in modo tale che due lati opposti del blocco siano perpendicolari a $\vec{E_0}$, quale sarà la grandezza e la direzione del campo elettrico netto $\vec{E}$ all’interno del blocco?
- (a) grandezza: $E_0$; direzione: uguale a $\vec{E_0}$.
- (b) grandezza: $E_0$; direzione: opposta a $\vec{E_0}$.
- (c) grandezza: minore di $E_0$ ma maggiore di zero; direzione: uguale a $\vec{E_0}$.
- (d) grandezza: maggiore di $E_0$; direzione: uguale a $\vec{E_0}$.
- (e) grandezza: zero.
- Se si colloca un blocco fatto di materiale dielettrico in un campo elettrico uniforme esterno $\vec{E_0}$, in modo tale che due lati opposti del blocco siano perpendicolari a $\vec{E_0}$, quale sarà la grandezza e la direzione del campo elettrico netto $\vec{E}$ all’interno del materiale?
- (a) Grandezza: $E_0$; direzione: uguale a $\vec{E_0}$.
- (b) Grandezza: $E_0$; direzione: opposta a $\vec{E_0}$.
- (c) Grandezza: minore di $E_0$ ma maggiore di zero; direzione: uguale a $\vec{E_0}$.
- (d) Grandezza: minore di $E_0$ ma maggiore di zero; direzione: opposta a $\vec{E_0}$.
- (e) Grandezza: zero.
- Due cariche positive identiche si trovano a una distanza $d$ l’una dall’altra. Dove sono nulli sia il campo elettrico $\vec{E}$ sia il potenziale elettrico?
- (a) Esattamente tra le due cariche.
- (b) A una distanza $d$ da entrambe le cariche (tutte e tre le cariche formano un triangolo equilatero).
- (c) Sia (a) che (b) sono corrette.
- (d) Nessuna di queste risposte è corretta.
- Un elettrone si muove in linea retta a velocità costante quando attraversa una regione dello spazio in cui il campo elettrico $\vec E$ è uniforme e ha stessa direzione e verso della velocità. Cosa succede all’elettrone?
- (a) Accelera.
- (b) Rallenta.
- (c) La sua velocità rimane costante.
- (d) Non è possibile rispondere senza conoscere il valore del campo.
- Un protone si muove in linea retta a velocità costante quando attraversa una regione dello spazio in cui il campo elettrico $\vec E$ è uniforme e ha direzione perpendicolare alla velocità. Cosa succede al protone?
- (a) Ruota istantaneamente di 90° e inizia a muoversi a velocità costante in direzione del campo elettrico.
- (b) Continua a muoversi a velocità costante in linea retta.
- (c) Accelera e devia gradualmente in direzione del campo elettrico.
- (d) Devia gradualmente in direzione del campo elettrico, ma la sua velocità rimane costante.