Campo magnetico e forza di Lorentz

Un elettrone si muove con velocità $v=5,0\cdot 10^{5}m/s$ perpendicolarmente a un campo magnetico uniforme $B=0,40\mathrm{T}$. Calcolare il modulo della forza magnetica sull’elettrone.

Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.

Un protone si muove con velocità $v=2,0\cdot 10^{6}m/s$ in un campo magnetico uniforme $B=0,30\mathrm{T}$; la velocità forma un angolo di $45^{\circ }$ con il campo. Calcolare il modulo della forza magnetica sul protone.

Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.

Un protone, di massa $m_p=1,67\cdot 10^{-27}\mathrm{kg}$, si muove con velocità $v=2,0\cdot 10^{6}m/s$ perpendicolarmente a un campo magnetico uniforme $B=0,50\mathrm{T}$. Calcolare il raggio della traiettoria e il periodo del moto.

Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.

Calcolare la frequenza di ciclotrone di un elettrone in un campo magnetico uniforme $B=0,10\mathrm{T}$, e stabilire se dipende dalla velocità dell’elettrone.

Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.

Un elettrone, inizialmente fermo, viene accelerato dalla differenza di potenziale $\Delta V=500\mathrm{V}$ ed entra perpendicolarmente in un campo magnetico uniforme $B=1,0\cdot 10^{-3}\mathrm{T}$. Calcolare il raggio della traiettoria.

Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.

Un protone, di massa $m_p=1,67\cdot 10^{-27}\mathrm{kg}$, entra in un campo magnetico uniforme $B=0,050\mathrm{T}$ con velocità $v=3,0\cdot 10^{5}m/s$ che forma un angolo di $60^{\circ }$ con il campo. Calcolare il raggio e il passo dell’elica.

Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.

In un selettore di velocità il campo elettrico vale $E=5,0\cdot 10^{3}V/m$. Calcolare il campo magnetico necessario perché attraversino il selettore senza deviare le particelle con velocità $v=2,5\cdot 10^{5}m/s$.

Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.

In uno spettrometro di massa ioni di carica $e$, partiti praticamente da fermi, sono accelerati dalla differenza di potenziale $\Delta V=1,0\mathrm{kV}$ ed entrano in un campo magnetico uniforme $B=0,20\mathrm{T}$ perpendicolare alla velocità, dove descrivono una semicirconferenza di raggio $r=12,0\mathrm{cm}$. Calcolare la massa degli ioni in chilogrammi e in unità di massa atomica ($1\mathrm{u}=1,66\cdot 10^{-27}\mathrm{kg}$).

Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.

Una lamina di alluminio spessa $s=0,10\mathrm{mm}$ è percorsa dalla corrente $I=8,0\mathrm{A}$ in un campo magnetico $B=1,2\mathrm{T}$ perpendicolare alle facce larghe, e tra i bordi si misura la tensione di Hall $\Delta V_H=3,3\mu \mathrm{V}$. Calcolare la densità dei portatori, di carica $-e$.

Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.

Un filo a forma di quarto di circonferenza di raggio $R=0,20\mathrm{m}$, percorso dalla corrente $I=3,0\mathrm{A}$, giace in un piano perpendicolare a un campo magnetico uniforme $B=0,50\mathrm{T}$. Calcolare il modulo della forza sul filo.

Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.

Una sbarretta orizzontale lunga $\ell =0,20\mathrm{m}$ e di massa $m=10\mathrm{g}$ è appesa a due fili verticali isolanti in un campo magnetico orizzontale uniforme $B=0,40\mathrm{T}$, perpendicolare alla sbarretta. Calcolare la corrente che annulla la tensione dei fili.

Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.

Una bobina circolare di $N=20$ spire di raggio $r=3,0\mathrm{cm}$ è percorsa dalla corrente $I=1,5\mathrm{A}$ in un campo magnetico uniforme $B=0,60\mathrm{T}$ parallelo al piano della bobina. Calcolare il momento delle forze sulla bobina.

Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.

Una bobina con momento magnetico $\mu =0,25\mathrm{A}\cdot {\mathrm{m}}^2$ si trova in equilibrio stabile in un campo magnetico uniforme $B=0,80\mathrm{T}$. Calcolare il lavoro necessario per ruotarla lentamente finché il momento magnetico forma un angolo di $120^{\circ }$ con il campo.

Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.