Física

Un protón, un deuterón ( ) y una partícula alfa, acelerados desde el reposo por una misma diferencia de potencial V, penetran posteriormente en una región en la que hay un campo magnético uniforme, B, perpendicular a la velocidad de las partículas.

a) ¿Qué relación existe entre las energías cinéticas de deuterón y del protón?

¿Y entre las de la partícula alfa y del protón?

b) Si el radio de la trayectoria del protón es de 0,01 m, calcule los radios de las trayectorias del deuterón y de la partícula alfa.

m _alfa= 2 m _deuterón= 4 m _protón

Una espira cuadrada, de 30 cm de lado, se mueve con una velocidad constante de 10 m s ^{– 1} y penetra en un campo magnético de 0,05 T perpendicular al plano de la espira.

a) Explique, razonadamente, qué ocurre en la espira desde que comienza a entrar en la región del campo hasta que toda ella está en el interior del campo. ¿Qué ocurriría si la espira, una vez en el interior del campo, saliera del mismo?

b) Calcule la fuerza electromotriz inducida en la espira mientras está entrando en el campo.

Una espira circular de 0,5 m de radio está situada en una región en la que existe un campo magnético perpendicular a su plano, cuya intensidad varia de 0,3 T a 0,4 T en 0,12 s.

a) Dibuje en un esquema la espira, el campo magnético y el sentido de la corriente inducida y explique sus características.

b) Calcule la fuerza electromotriz inducida en la espira y razone cómo cambiaría dicha fuerza electromotriz si la intensidad del campo disminuyese en lugar de aumentar.

Por dos conductores rectilíneos, paralelos y muy largos, separados 0,2 m, circulan corrientes de la misma intensidad y sentido.

a) Razone qué fuerzas se ejercen entre ambos conductores y determine el valor de la intensidad de corriente que debe circular por cada conductor para que la fuerza por unidad de longitud sea 2,25 . 10 ^-6 N m ^-1 .

b) Razone cómo depende dicha fuerza de la distancia de separación de los conductores y del sentido de las corrientes

μ₀= 4π .10 ^-7 T m A ^-1

Un electrón con una velocidad v =10⁵ j m s ^-1 penetra en una región del espacio en la que existen un campo eléctrico E =10⁴ i N C ^-1 y un campo magnético B = -0,1 k T

a) Analice, con ayuda de un esquema, el movimiento que sigue el electrón

b) En un instante dado se suprime el campo eléctrico. Razone cómo cambia el movimiento del electrón y calcule las características de su trayectoria.

e= 1,6. 10 ^-19 C ; m_e=9,1 .10 ^-31 kg;

a) Enuncie la ley de Lenz-Faraday y razone si con un campo magnético constante puede producirse fuerza electromotriz inducida en una espira.

b) Un conductor rectilíneo se conecta a un generador de corriente continua durante un cierto tiempo y después se desconecta. Cerca del conductor se encuentra una espira. Razone, ayudándose de un esquema, si en algún instante se induce fuerza electromotriz en la espira y explique sus características.

Considere los dos hilos conductores rectilíneos e Indefinidos mostrados en la figura. Por el hilo 1 circula una corriente de intensidad I₁: 1O A dirigida en el sentido positivo del eje Z.

a) Determine el sentido de la corriente en el hilo 2 y el valor de su intensidad si el campo magnético es cero en un punto del eje Y situado 0,1 m a la izquierda del hilo 1 . b) Razone cuál sería el campo magnético en un punto del eje Y situado 0,1 m a la derecha del hilo 2, si por éste circulara una corriente del mismo valor y sentido que por el hilo 1. μ0= 4π .10 -7 T m A -1

Por dos conductores rectilíneos, de gran longitud, paralelos y separados una distancia de 10 cm, circulan corrientes de 5 A y 10 A en el mismo sentido.

a) Dibuje en un esquema el campo magnético en el punto medio de un segmento que una los dos conductores y calcule su valor.

b) Determine la fuerza por unidad de longitud que actúa sobre cada conductor, indicando su dirección y sentido.

μ₀= 4π .10 ^-7 N A ^-2

Un protón penetra en un campo magnético  con velocidad   perpendicular al campo y describe una trayectoria circular de periodo 10^-6 s

a) Dibuje en un esquema el campo magnético, la fuerza que actúa sobre el protón y su velocidad en un punto de la trayectoria y calcule el valor del campo magnético.

b) Explique cómo cambiaría la trayectoria si, en lugar de un protón, penetrara un electrón con la misma velocidad  .

m_p = 1,7 . 10 ^-27 kg; e= 1,6. 10 ^-19 C ; m_e=9,1 .10 ^-31 kg;

A una espira circular de 5 cm de radio, que descansa en el plano XY, se le aplica durante el intervalo de tiempo de t =0 s  a  t =5 s un campo magnético =0,1 t² T, donde t es el tiempo en segundos.

a) Calcule el flujo magnético que atraviesa la espira y represente gráficamente la fuerza electromotriz inducida en la espira en función del tempo.

b) Razone cómo cambiaría la fuerza electromotriz inducida en la espira si: i) el campo magnético fuera =(2-0.01 t ²) T; ii) la espira estuviera situada en el plano XZ.