Electromagnetic induction

Una spira circolare di raggio $5,0\mathrm{cm}$ si trova in un campo magnetico uniforme di $0,30\mathrm{T}$. La normale alla spira forma un angolo di $40^{\circ }$ con il campo. Calcola il flusso concatenato con la spira.

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Una bobina di $80$ spire di area $25\mathrm{c}{\mathrm{m}}^2$ è perpendicolare a un campo magnetico uniforme. Il campo cresce in modo uniforme da $0$ a $0,60\mathrm{T}$ in $50\mathrm{ms}$. Calcola il modulo della f.e.m. indotta nella bobina.

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Una spira quadrata di lato $15\mathrm{cm}$ e resistenza $0,10\mathrm{\Omega }$ è perpendicolare a un campo magnetico uniforme di $0,20\mathrm{T}$ e viene estratta completamente dal campo. Calcola la carica che attraversa la spira.

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Il polo nord di un magnete a barra si trova sull’asse di un anello conduttore e il magnete viene allontanato dall’anello lungo l’asse. Spiega in quale verso circola la corrente indotta nell’anello, visto dal lato del magnete, e se l’anello attira o respinge il magnete.

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Una bobina di $120$ spire di area $15\mathrm{c}{\mathrm{m}}^2$ è perpendicolare a un campo magnetico uniforme che varia secondo la legge $B(t)=0,050t^2$, con $B$ in tesla e $t$ in secondi. Scrivi la f.e.m. indotta in funzione del tempo e calcolala per $t=4,0\mathrm{s}$.

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Una spira di area $0,010{\mathrm{m}}^2$ è perpendicolare a un campo magnetico uniforme che diminuisce secondo la legge $B(t)=0,80e^{-\frac{t}{2}}$, con $B$ in tesla e $t$ in secondi. Scrivi la f.e.m. indotta in funzione del tempo e calcolala per $t=2,0\mathrm{s}$.

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Un aereo vola orizzontalmente a $250m/s$ in una zona in cui la componente verticale del campo magnetico terrestre vale $4,0\cdot 10^{-5}\mathrm{T}$. La distanza tra le estremità delle ali è $30\mathrm{m}$. Calcola la f.e.m. tra le estremità delle ali, considerando le ali come una sbarretta perpendicolare alla velocità.

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Una bobina di $50$ spire circolari di raggio $2,0\mathrm{cm}$ e resistenza complessiva $5,0\mathrm{\Omega }$ è perpendicolare a un campo magnetico uniforme di $0,25\mathrm{T}$. La bobina viene ruotata di $180^{\circ }$ attorno a un suo diametro. Calcola la carica che attraversa la bobina.

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Una sbarretta lunga $20\mathrm{cm}$ scorre su due binari chiusi da un resistore di $0,50\mathrm{\Omega }$, in un campo magnetico uniforme di $0,40\mathrm{T}$ perpendicolare al piano dei binari, allontanandosi sempre dal resistore. Le resistenze di binari e sbarretta sono trascurabili. Nel resistore passa una carica di $0,80\mathrm{C}$. Determina lo spazio percorso dalla sbarretta.

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Una sbarretta lunga $50\mathrm{cm}$ viene trascinata a velocità costante di $6,0m/s$ su due binari chiusi da un resistore di $1,8\mathrm{\Omega }$, in un campo magnetico uniforme di $0,30\mathrm{T}$ perpendicolare al piano dei binari. Attriti e resistenze di binari e sbarretta sono trascurabili. Calcola la corrente, la forza necessaria per mantenere costante la velocità e la potenza dissipata nel resistore.

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Una sbarretta di massa $15\mathrm{g}$ e lunghezza $30\mathrm{cm}$ scivola senza attrito lungo due binari verticali collegati in alto da un resistore di $0,25\mathrm{\Omega }$, in un campo magnetico orizzontale uniforme di $0,50\mathrm{T}$ perpendicolare al piano dei binari. Le resistenze di binari e sbarretta sono trascurabili. Calcola la velocità limite della sbarretta. Si usi $g=9,81m/{\mathrm{s}}^2$.

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Una spira quadrata di lato $20\mathrm{cm}$ e resistenza $0,10\mathrm{\Omega }$ entra con velocità costante di $1,5m/s$ in una regione in cui il campo magnetico è uniforme, vale $0,30\mathrm{T}$ ed è perpendicolare alla spira. Calcola la corrente indotta durante l’ingresso e il modulo della forza magnetica che agisce sulla spira.

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In una regione circolare di raggio $10\mathrm{cm}$ il campo magnetico è uniforme, perpendicolare al piano della regione, e cresce con rapidità costante di $0,30T/s$. Calcola il modulo del campo elettrico indotto a $6,0\mathrm{cm}$ dal centro.

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Il flusso concatenato con un circuito di resistenza $3,0\mathrm{\Omega }$ cresce in modo uniforme da $0$ a $12\mathrm{mWb}$ tra $t=0$ e $t=0,40\mathrm{s}$, resta costante fino a $t=0,60\mathrm{s}$ e poi diminuisce in modo uniforme fino a $-2,0\mathrm{mWb}$ a $t=0,80\mathrm{s}$. Calcola la f.e.m. e l’intensità della corrente indotta nei tre intervalli.

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