Esercizi su corrente elettrica e campo magnetico

Hai qualche dubbio? 🤔

Scopri i nostri Tutor 🎓, scegli quello più adatto a te e prenota una lezione quando vuoi 📅

Banner Corrente Campo Magnetico

Questa raccolta di esercizi svolti si concentra sul legame tra corrente elettrica e campo magnetico, un tema centrale nell’elettromagnetismo classico. Una corrente elettrica, ovvero un flusso ordinato di cariche in movimento, è in grado di generare un campo magnetico nello spazio circostante. Questo principio è alla base di numerose applicazioni pratiche, dai motori elettrici agli elettromagneti.

Oltre alla generazione del campo magnetico, gli esercizi ti guideranno anche nell’analisi delle forze magnetiche che agiscono su cariche in movimento e su correnti immerse in un campo. Verrà approfondito il concetto di forza di Lorentz, che spiega come il campo magnetico influenzi la traiettoria di una particella carica in moto. Ogni esercizio è corredato da spiegazioni passo-passo, diagrammi e strategie risolutive, pensate per aiutarti a sviluppare una comprensione chiara e operativa dei fenomeni coinvolti.

Questa raccolta è pensata per studenti di scuole superiori e appassionati di scienze fisiche che desiderano approfondire le proprie conoscenze e migliorare le proprie capacità di problem-solving. Speriamo che vi sia utile nel vostro percorso di studio e vi fornisca una solida base per affrontare con sicurezza le sfide poste dalla termodinamica. Buono studio!

Non perdere tempo a cercare formule sparse sul web! 📚 Consulta e scarica i PDF dei nostri formulari!

Avete trovato qualche refuso? Scriveteci pure: info@gophysics.it

Se desiderate consolidare le basi per l’università e diventare davvero forti in questi argomenti, suggeriamo di approfondire gli esercizi su circuiti e corrente elettrica, sulla forza di Lorentz, sulla legge di Ampère e su circuiti e correnti alternate di QuiSiRisolve👨‍🎓

Esercizi svolti su corrente elettrica e campo magnetico

1

Sulla forza magnetica su un filo percorso da corrente

Un filo lungo $L = 1,0 \ m$ è percorso da una corrente $I = 2,0 \ A$ ed è immerso in un campo di induzione magnetica $B = 0,5 \ T$ . Se il filo è disposto ad un angolo $\theta = 30^\circ$ rispetto al campo $B$ , come mostrato in figura

filo percorso da corrente elettrica ed immerso in un campo magnetico

Calcola il verso, la direzione ed il modulo della forza magnetica $\vec{F}$ che agisce sul filo

[ $0,5 \ N$ ]

2

Sull’angolo formato con il campo di induzione magnetica

Un filo lungo $L = 1,5 \ m$ è percorso da una corrente $I = 5,0 \ A$ ed è immerso in un campo di induzione magnetica $B$ omogeneo. Inizialmente il filo è disposto perpendicolarmente al campo $B$ , come mostrato in figura, e su di esso agisce una forza magnetica $F = 5,0 \cdot 10^{-2} \ N$ .

filo conduttore immerso in cambo magnetico in direzione ortogonale rispetto a questo

Successivamente il filo viene disposto ad un angolo $\theta$ rispetto al campo di induzione magnetica, come mostrato in figura, e su di esso agisce una forza magnetica $F' = 3,5 \cdot 10^{-2} \ N$ .

filo conduttore immerso in cambo magnetico in direzione fissata rispetto a questo

Calcola $\theta$

[ $42^\circ$ ]

3

Sulla forza magnetica esercitata su una spira quadrata

Una spira quadrata di lato $L = 1,0 \ m$ è percorsa da una corrente $I = 2,6 \ A$ ed è immersa in un campo di induzione magnetica omogeneo $B = 0,5 \ T$ , come mostrato in figura

spira quadrata percorsa da corrente ed immersa in un campo magnetico

Calcola la forza magnetica totale $F_{tot}$ esercitata sulla spira

[ $0 \ N$ ]

4

Sul calcolo della tensione ed il campo magnetico

Una sbarra di metallo di lunghezza $L=2,0 \ m$ e di massa $m = 1,3 \ kg$ è attaccata alle estremità a due fili conduttori, come mostrato in figura. La sbarra è percorsa da una corrente $I = 0,5 \ A$ ed è immersa in un campo di induzione magnetica omogeneo $B = 1,0 \ T$ . Assumendo che la sbarra sia in equilibrio

sbarra di metallo percorsa da corrente, connessa a due fili conduttori, immersa in un campo magnetico

Calcola la tensione $T$ dei due fili conduttori

[ $5,9 \ N$ ]

5

Sul calcolo della costante elastica ed il campo magnetico

Una sbarra di metallo di lunghezza $L = 2,8 \ m$ e di massa $m = 1,7 \ kg$ è attaccata alle estremità a due molle identiche e realizzate con un materiale conduttore, come mostrato in figura. La sbarra è percorsa da una corrente $I = 1,5 \ A$ ed è immersa in un campo di induzione magnetica omogeneo $B = 0,5 \ T$ . Assumendo che la sbarra sia in equilibrio e che l’allungamento delle due molle rispetto alla posizione di equilibrio sia $x = 15 \ cm$

sbarra conduttrice percorsa da corrente immersa in un campo magnetico, connessa a due cavi con molle

Calcola la costante elastica $k$ delle molle

[ $63 \ N/m$ ]

6

Sulla permeabilità magnetica del mezzo

Al centro di una spira di raggio $r$ è posto un oggetto di permeabilità magnetica relativa $\mu_r = 100$ e di dimensioni trascurabili. La spira è percorsa da una corrente $I = 2,5 \ A$ . Se il campo magnetico generato dall’oggetto al centro della spira è $B_m = 1,3 \ \muT$

spira circolare percorsa da corrente con un oggetto al centro

Calcola il raggio $r$ della spira

[ $12 \cdot 10^{-2} \ m$ ]

7

Su una spira in un campo di induzione magnetica

Una spira rettangolare di lati $a = 2,0 \ cm$ e $b = 4,0 \ cm$ è percorsa da una corrente $I$ ed è immersa in un campo di induzione magnetica omogeneo $B = 0,5 \ T$ . Se il momento torcente massimo è $M = 2,5 \cdot 10^{-5} \ N \cdot m^2$

Spira rettangolare percorsa da corrente immersa in un campo magnetico

Calcola la corrente $I$

[ $6,2 \cdot 10^{-2} \ A$ ]

8

Sulla legge di Biot-Savart

Considera il filo rettilineo percorso dalla corrente $I = 10 \ A$ ed il punto $P$ distante $d = 2,0 \ m$ dal filo, come mostrato in figura.

filo percorso da corrente ed un punto ad una data distanza

Calcola il campo di induzione magnetica $B$

[ $10^{-6} \ T$ ]

9

Sulla legge di Biot-Savart ed una carica in moto

Una particella di massa trascurabile e carica $q$ si muove parallelamente ad un filo percorso da una corrente $I = 2,0 \ A$ , come mostrato in figura. La particella ha una velocità $v = 5,0 \cdot 10^5 \ m/s$ e si trova ad una distanza $r = 0,9 \ m$ dal filo. Se la forza di Lorentz esercitata sulla particella è $F = 1,5 \cdot 10^{-2} \ N$

filo percorso da corrente ed una carica in movimento a fissata distanza con una data velocità

Calcola la carica $q$ della particella

[ $68 \ mC$ ]

10

Sul campo di induzione magnetica al centro di una spira

Considera la spira circolare di raggio $r = 1,8 \ m$ percorsa da una corrente $I = 1,2 \ A$ mostrata in figura.

spira circolare percorsa da corrente

Calcola il campo di induzione magnetica $B$ nel punto $C$ centro della spira

[ $4,2 \cdot 10^{-7} \ T$ ]

11

Sul campo di induzione magnetica su un punto dell’asse passante per il centro della spira

Considera la spira circolare di raggio $r = 1,8 \ m$ percorsa da una corrente $I = 1,2 \ A$ mostrata in figura.

spira circolare percorsa da corrente

Calcola il campo di induzione magnetica $B$ in un punto dell’asse distante $z = 5,0 \ m$ dal centro della spira

[ $1,6 \cdot 10^{-8} \ T$ ]

12

Sul campo di induzione magnetica all’interno di un solenoide infinito

Considera il solenoide di lunghezza $L = 5,0 \ m$ ( $L >> r$ , con $r$ raggio degli avvolgimenti) mostrato in figura. Il solenoide è percorso da una corrente $I = 5,0 \ A$ ed è composto da $N = 250$ avvolgimenti.

Solenoide di data lunghezza percorso da corrente

Calcola il campo di induzione magnetica $B$ all’interno del solenoide

[ $3,1 \cdot 10^{-4} \ T$ ]

13

Sul campo di induzione magnetica all’interno di una bobina circolare

Considera una bobina circolare di raggio $r = 2,0 \ m$ e composta da $N = 100$ spire. La bobina è percorsa da una corrente $I = 10 \ A$ .

bobina circolare percorsa da corrente

Calcola il campo di induzione magnetica $B$ al centro della bobina

[ $6,3 \cdot 10^{-4} \ T$ ]

14

Sulla forza magnetica e la tensione

Una sbarra conduttrice lunga $L = 1,0 \ m$ e di massa $m = 2,5 \ kg$ è sostenuta da due fili conduttori. La sbarra è immersa in un campo di induzione magnetica omogeneo $B = 2,5 \ T$ ed è percorso da una corrente $I$ . All’equilibrio la sbarra è inclinata di un angolo $\theta = 45^\circ$ , come mostrato in figura.

sbarra conduttrice appesa a due fili e inclinata sotto l

Calcola la corrente $I$ che scorre nella sbarra

[ $9,8 \ A$ ]

15

Sull’energia potenziale magnetica

Una bobina quadrata composta da $N = 100$ avvolgimenti e di lato $L = 1,0 \ m$ è percorsa da una corrente $I = 5,0 \ A$ . Se il campo di induzione magnetica $B = 0,5 \ T$ è parallelo alla normale $\hat{n}$ al piano della bobina, come mostrato in figura,

bobina quadrata in un campo magnetico

Calcola l’energia potenziale magnetica $U_m$

[ $2,5 \cdot 10^2 \ J$ ]

16

Su due bobine circolari e l’energia potenziale magnetica

Due bobine circolari sono percorse da correnti di uguale intensità $I = 2,0 \ A$ . La prima bobina composta da $N_1 = 50$ avvolgimenti ha raggio $r_1 = 0,5 \ m$ ed è immersa in un campo magnetico $B_1 = 0,5 \ T$ mentre la seconda bobina è immersa in un campo magnetico $B_2 = 1,5 \ T$ . Se il momento torcente di entrambe le bobine è uguale e massimo

bobina circolare in un campo magnetico

Calcola l’energia potenziale magnetica $U_{m,2}$ della seconda bobina mostrata in figura

[ $-39 \ J$ ]

17

Sull’energia potenziale magnetica e la corrente

Considera la bobina quadrata di lato $L = 0,5 \ m$ e formata da $N = 50$ avvolgimenti mostrata in figura. Se $B = 0,5 \ T$ e l’energia potenziale magnetica immagazzinata è $U_m = - 2,5 \ J$

spira quadrata immersa in un campo magnetico e inclinata

Calcola la corrente $I$ che percorre la bobina

[ $46 \cdot 10^{-2} \ A$ ]

18

Su due fili attraversati da corrente

Due fili paralleli sono percorsi da due correnti di verso opposto $I_A = 2,0 \ A$ e $I_B$ . Come mostrato in figura i fili sono paralleli e distano $d = 1,6 \ m$ . Se il campo di induzione magnetica totale nel punto $C$ distante $x = 0,4 \ m$ dal filo $B$ è nullo

due fili paralleli percorsi da corrente ed un punto nello spazio

Calcola la corrente $I_B$ che percorre il filo $B$

[ $0,4 \ A$ ]

19

Su due bobine concentriche percorse da corrente

Due spire circolari concentriche e poste sullo stesso piano hanno raggio $r_1 = 1,0 \ m$ e $r_2 = 2,0 \ m$ . Se nella spira 1 la corrente che scorre è $I_1 = 2,0 \ A$ e il campo di induzione magnetico al centro delle due spire è nullo

due spire circolari concentriche di diverso raggio

Calcola la corrente $I_2$

[ $4,0 \ A$ ]

20

Su una bobina ed un filo percorsi da corrente

Una bobina circolare di raggio $r = 1,0 \ m$ e formata da $N = 40$ avvolgimenti è percorsa da una corrente $I_b = 2,0 \ A$ . Vicino alla bobina, come mostrato in figura, è presente un filo rettilineo percorso da una corrente $I_f = 3,0 \ A$ che giace sullo stesso piano della bobina

un filo percorso da corrente affiancato ad una bobina circolare

Calcola il campo di induzione magnetica totale $B$ al centro della bobina

[ $-6,6 \cdot 10^{-7} \ T$ ]

21

Sul Teorema di Gauss ed il flusso del campo magnetico

Una spira circolare di raggio $r = 1,0 \ m$ è immersa in un campo di induzione magnetica omogeneo $B = 0,5 \ T$ . Se la normale al piano della spira forma un angolo $\theta = 60^\circ$ con il vettore $\vec{B}$ , come mostrato in figura

spira circolare inclinata immersa in un campo magnetico

Calcola $\Phi(\vec{B})$ , ovvero il flusso del campo di induzione magnetica attraverso la superficie della spira

[ $79 \cdot 10^{-2} \ Wb$ ]

Link Utili

Campo magnetico

Legge di Biot-Savart

Solenoidi