51–
Una espira circular de 45 mm de radio está situada perpendicularmente a un campo magnético uniforme. Durante un intervalo de tiempo de 120 · 10 – 3 s el valor del campo aumenta linealmente de 250 mT a 310 mT .
a) Calcule el flujo del campo magnético que atraviesa la espira durante dicho intervalo y la fuerza electromotriz inducida en la espira.
b) Dibuje en un esquema el campo magnético y el sentido de la corriente inducida en la espira. Explique el razonamiento seguido.
52–
Razone las respuestas a las siguientes preguntas:
a) ¿Existe siempre interacción magnética entre dos partículas cargadas? ¿Existe siempre interacción eléctrica entre ellas?
b) ¿En qué casos un campo magnético no ejerce ninguna fuerza sobre una partícula cargada?
54–
Conteste razonadamente a las siguientes preguntas:
a) Si no existe flujo magnético a través de una superficie, ¿puede asegurarse que no existe campo magnético en esa región?
b) La fuerza electromotriz inducida en una espira, ¿es más grande cuanto mayor sea el flujo magnético que la atraviesa?
55–
Un imán recto que cae verticalmente con su cara norte hacia el suelo, pasa a través de una espira horizontal situada en su camino. Describa cualitativamente, con la ayuda de un esquema, el fenómeno físico que tiene lugar en la espira:
a) Mientras el imán esta cayendo hacia la espira.
b) Después de que el imán ha atravesado la espira y se aleja de ella.
56–
Un electrón atraviesa sin desviarse una zona del espacio donde existen un campo eléctrico y otro magnético.
a) Razone qué condiciones deben cumplir los campos.
b) ¿Y si se tratara de un protón?
57–
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.
58–
Un protón entra, con una velocidad v, en una región del espacio donde existe un campo magnético uniforme.
a) Indique, con la ayuda de un esquema, las posibles trayectorias del protón en el interior del campo magnético.
b) Explique qué ocurre con la energía cinética del protón.
59–
Justifique razonadamente, con la ayuda de un esquema, qué tipo de movimiento efectúan un protón y un neutrón, si penetran con una velocidad v0 en:
a) una región en la que existe un campo eléctrico uniforme de la misma dirección y sentido contrario que la velocidad v0;
b) una región en la que existe un campo magnético uniforme perpendicular a la velocidad v0.
60–
Justifique razonadamente, con la ayuda de un esquema, el sentido de la corriente inducida en una espira en cada uno de los siguientes supuestos:
a) la espira está en reposo y se le acerca, perpendicularmente al plano de la misma, un imán por su polo sur;
b) la espira está penetrando en una región en la que existe un campo magnético uniforme, vertical y hacia arriba, manteniéndose la espira horizontal.
61–
a) Explique las experiencias de Öersted y comente cómo las cargas en movimiento originan campos magnéticos.
b) ¿En qué casos un campo magnético no ejerce ninguna fuerza sobre una partícula cargada? Razone la respuesta.
62–
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.
63–
Dos conductores rectilíneos, indefinidos y paralelos distan entre sí 1,5 cm. Por ellos circulan corrientes de igual intensidad y del mismo sentido.
a) Explique con la ayuda de un esquema la dirección y sentido del campo magnético creado por cada una de las corrientes y de la fuerza que actúa sobre cada conductor.
b) Calcule el valor de la intensidad de la corriente que circula por los conductores si la fuerza que uno de ellos ejerce sobre un trozo de 25 cm del otro es de 10-3 N.
µ0 = 4 π·10-7 N A-2
64–
Comente razonadamente la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones:
a) La fuerza magnética entre dos conductores rectilíneos e indefinidos por los que circulan corrientes de diferente sentido es repulsiva.
b) Si una partícula cargada en movimiento penetra en una región en la que existe un campo magnético siempre actúa sobre ella una fuerza.
65–
a) Fuerza magnética sobre una carga en movimiento; ley de Lorentz.
b) Explique, con ayuda de un esquema, la dirección y el sentido de la fuerza que actúa sobre una partícula con carga positiva que se mueve paralelamente a un conductor rectilíneo por el que circula una corriente eléctrica. ¿Y si la carga se mueve perpendicularmente al conductor, alejándose de él?
66–
En una región en la que existe un campo magnético uniforme de 0,8 T, se inyecta un protón con una energía cinética de 0,2 MeV, moviéndose perpendicularmente al campo.
a) Haga un esquema en el que se representen el campo, la fuerza sobre el protón y la trayectoria seguida por éste y calcule el valor de dicha fuerza.
b) Si se duplicara la energía cinética del protón, ¿en qué forma variaría su trayectoria? Razone la respuesta.
mp = 1,67·10−27 kg ; e = 1,6·10−19 C ; 1 eV = 1,6·10−19 J
67–
a) Enuncie la ley de Lenz-Faraday de la inducción electromagnética y comente su significado físico.
b) Una espira circular de sección S se encuentra en un campo magnético B , de modo que el plano de la espira es perpendicular al campo. Razone en qué caso se induce fuerza electromotriz en la espira.
68–
a) Fuerza electromotriz inducida y variación de flujo magnético: ley de Lenz-Faraday.
b) Una espira circular se encuentra situada perpendicularmente a un campo magnético.
Razone qué fuerza electromotriz se induce en la espira al girar ésta con velocidad angular constante en torno a un eje, en los siguientes casos: i) el eje es un diámetro de la espira; ii) el eje pasa por el centro de la espira y es perpendicular a su plano.
69–
Un electrón entra con velocidad v = 10 j ms-1 en una región en la que existe un campo eléctrico, E = 20 k NC -1, y un campo magnético, B = B0 i T.
a) Dibuje las fuerzas que actúan sobre el electrón en el instante en que entra en la región donde existen los campos eléctrico y magnético y explique las características del movimiento del electrón.
b) Calcule el valor de B0 para que el movimiento del electrón sea rectilíneo y uniforme.
70–
En una región del espacio coexisten un campo eléctrico uniforme de 5000 V m -1 (dirigido en el sentido positivo del eje X) y un campo magnético uniforme de 0,3 T (dirigido en el sentido positivo del eje Y):
a) ¿Qué velocidad (módulo, dirección y sentido) debe tener una partícula cargada para que atraviese dicha región sin desviarse?
b) Calcule la intensidad de un campo eléctrico uniforme capaz de comunicar a un protón en reposo dicha velocidad tras desplazarse 2 cm.
e = 1,6 · 10 – 19 C ; m p = 1,7 · 10 – 27 kg
71–
Un protón tiene una energía cinética de 2 .10-12 J y se mueve, en una región en la que existe un campo magnético de 0,6 T, en dirección perpendicular a su velocidad.
a) Razone con ayuda de un esquema la trayectoria del protón y calcule el periodo de su movimiento.
b) ¿Cómo variarían las características de su movimiento si la energía cinética se redujera a la mitad?
mp=1,7.10-27 kg ; e=1,6-10-19 C.
72–
a) Enuncie la ley de Lorentz y razone, a partir de ella, las características de la fuerza magnética sobre una carga
b) En una región del espacio existe un campo magnético uniforme, vertical y dirigido hacia abajo. Se disparan horizontalmente un electrón y un protón con igual velocidad. Compare, con ayuda de un esquema, las trayectorias descritas por ambas partículas y razone cuáles son sus diferencias.
73–
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
74–
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 ; me=9,1 .10 -31 kg;
75–
a) Razone cómo podría averjguar, con ayuda de una carga, si en una región del espacio existe un campo eléctrico o un campo magnético.
b) Un haz de protones atraviesa sin desviarse una zona en la que existen un campo eléctrico y uno magnético. Razone qué condiciones deben cumplir esos campos.
76–
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.
77–
Una espira circular de 5 cm de radio, inicialmente horizontal, gira a 60 rpm en torno a uno de sus diámetros en un campo magnético vertical de 0,2 T.
a) Dibuje en una gráfica el flujo magnético a través de la espira en función del tiempo entre los instantes t=0 s y t=2 s e indique el valor máximo de dicho flujo.
b) Escriba la expresión de la fuerza electromotriz inducida en la espira en función del tiempo e indique su valor en el instante t=1 s.
78–
a) Enuncie la Ley de Lenz-Faraday.
b) Una espira circular gira en torno a uno de sus diámetros en un campo magnético uniforme. Razone si se induce fuerza electromotriz en la espira si: i) el campo magnético es paralelo al eje de rotación; ii) es perpendicular.
79–
Un electrón se mueve con velocidad v = 200 i m s-1 en una región en la que existen un campo eléctrico E = 100 j V m-1 y un campo magnético B.
a) Explique con ayuda de un esquema la dirección del campo magnético y calcule su intensidad.
b) En un instante dado, se suprime el campo eléctrico. Razone cuál sería la nueva trayectoria del electrón e indique en un esquema el sentido en que se mueve.
80–
a) Explique las características del campo magnético creado por una corriente rectilínea indefinida.
b) Por dos conductores rectilíneos e indefinidos, paralelos entre sí, circulan corrientes eléctricas de igual intensidad y sentidos opuestos. Explique, con ayuda de un esquema, la dirección y el sentido del campo magnético debido a cada corriente y del campo magnético total en el punto medio de un segmento que una a los dos conductores. ¿Cómo cambiaría la situación si se invirtiese el sentido de una de las corrientes?
81–
a) Explique las características de la fuerza magnética sobre una carga en movimiento.
b) Dos partículas cargadas describen trayectorias circulares de igual radio en una región en la que existe un campo magnético uniforme. ¿Puede asegurarse que ambas partículas tienen la misma masa? ¿Tienen que ser iguales sus velocidades? Razone las respuestas.
82–
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
83–
a) Explique qué es la inducción electromagnética.
b) Una espira rectangular está situada, horizontalmente, en un campo magnético vertical uniforme. Razone si se induce fuerza electromotriz en la espira en las situaciones siguientes: i) se aumenta o disminuye la intensidad del campo magnético; ii) manteniendo constante el campo magnético, se mueve la espira con velocidad constante hasta quedar fuera del campo.
84–
a)Fuerza magnética sobre una carga en movimiento; ley de Lorentz.
b) Explique, con ayuda de un esquema, el tipo de movimiento que efectúan un electrón y un neutrón al penetrar con una velocidad en una región del espacio en la que existe un campo magnético uniforme,
, perpendicular a
.
85–
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
86–
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 .
mp = 1,7 . 10 -27 kg; e= 1,6. 10 -19 C ; me=9,1 .10 -31 kg;
87–
a) Fuerza electromotriz inducida; ley de Lenz-Faraday.
b) Cuando un imán se acerca a una espira se genera en ella una fuerza electromotriz. Razone cómo cambiaría esa fuerza electromotriz si: i) el imán se alejara de la espira: ii) se inviertieran los polos del imán; iii) el imán se mantuviera fijo.
88–
Un protón penetra en un campo eléctrico uniforme, , de 200 N C-1, con una velocidad
, perpendicular al campo, de 106 ms-1
a) Explique, con ayuda de un esquema, las características del campo magnético, que habría que aplicar, superpuesto al eléctrico, para que no se modificara la dirección de la velocidad inicial del protón.
b) Calcule el valor de dicho campo magnético. ¿Se modificaría ese resultado si en vez de un protón penetrase un electrón en las mismas condiciones?
89–
a) Fuerza magnética entre dos corrientes rectilíneas indefinidas.
b) Suponga dos conductores rectilíneos, paralelos y separados por una distancia d, por los que circulan corrientes eléctricas de igual intensidad. Dibuje en un esquema el campo magnético debido a cada corrientes y el campo magnético total en el punto medio de un segmento que una a los dos conductores. Considere los siguientes casos: i) las dos corrientes van en el mismo sentido; ii) tienen sentidos opuestos.
90–
Una espira conductora de 40 cm2 se sitúa en un plano perpendicular a un campo magnético uniforme de 0,3 T .
a) Calcule e flujo magnético a través de la espira y explique cuál sería el valor del flujo si se girara la espira un ángulo de 600 en torno a un eje perpendicular al campo.
b) Si e tiempo invertido en ese giro es de 3•10-2 s, ¿cuánto vale la fuerza electromotriz media inducida en la espira? Explique qué habría ocurrido si la espira se hubiese girado en sentido contrario.
92–
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.
93–
a ) Fuerza magnética sobre una carga en movimiento; ley de Lorentz.
b) Si la fuerza magnética sobre una partícula cargada no realiza trabajo, ¿cómo puede tener algún efecto sobre el movimiento de la partícula? ¿Conoce otros ejemplos de fuerzas que no realizan trabajo pero tienen un efecto significativo sobre el movimiento de las partículas? Justifique las respuestas.
94–
U n protón acelerado desde el reposo por una diferencia de potencial de 2.106 V penetra, moviéndose en el sentido positivo del eje X, en un campo magnético
=0,2
T.
a) Calcule la velocidad de la partícula cuando penetra en el campo magnético y dibuje en un esquema los vectores ,
y
en ese instante y la trayectoria de la partícula.
b) Calcule el radio y el periodo de la órbita que describe el protón. m = 1,67.10-27 kg ; e = 1,6.10-19 C
95–
Una espira de 0,1 m de radio gira a 50 rpm alrededor de un diámetro en un campo magnético uniforme de 0,4 T y dirección perpendicular a diámetro. En el instante inicial el plano de la espira es perpendicular al campo.
a) Escriba la expresión del flujo magnético que atraviesa la espira en función del tiempo y determine el valor de la f.e.m. inducida.
b) Razone cómo cambiarían los valores máximos del flujo magnético y de la f.e.m. inducida si se duplicase la frecuencia de giro de la espira.
96–
a ) Explique las características del campo magnético creado por una corriente rectilínea e indefinida.
b) Por dos conductores rectilíneos e indefinidos, dispuestos paralelamente, circulan corrientes eléctricas de la misma intensidad y sentido. Dibuje en un esquema la dirección y sentido de la fuerza sobre cada uno de los conductores.
97–
Dos conductores rectilíneos, largos y paralelos están separados 5 m. Por ellos circulan corrientes de 5 A y 2 A en sentidos contrarios.
a) Dibuje en un esquema las fuerzas que se ejercen los dos conductores y calcule su valor por unidad de longitud
b) Calcule la fuerza que ejercería el primero de los conductores sobre una carga de 10 -6 C que se moviera paralelamente al conductor, a una distancia de 0,5 m de él y con una velocidad de 100 m s -1 en el sentido de la corriente.
μ0= 4π .10 -7 N A -2
98–
a ) Fuerza electromotriz inducida. Ley de Lenz-Faraday.
b) Una espira se encuentra en reposo en el plano horizontal, en un campo magnético vertical y dirigido hacia arriba. Indique en un esquema el sentido de la corriente que circula por la espira si: i) aumenta la intensidad del campo magnético; ii) disminuye dicha intensidad.
99–
a) Explique las características del campo magnético creado por una corriente eléctrica rectilínea indefinida.
b) Por dos conductores rectilíneos, paralelos y de longitud infinita, circulan corrientes de la misma intensidad y sentido. Dibuje un esquema indicando la dirección y sentido del campo magnético debido a cada corriente y del campo magnético total en el punto medio de un segmento que une a los dos conductores. Razone cómo cambiaría la situación al duplicar una de las intensidades y cambiar su sentido.
100–
Una partícula α se acelera desde el reposo mediante una diferencia de potencial de 5•103 V y, a continuación, penetra en un campo magnético de 0,25 T perpendicular a su velocidad.
a) Dibuje en un esquema la trayectoria de la partícula y calcule la velocidad con que penetra en el campo magnético.
b) Calcule el radio de la circunferencia que describe tras penetrar en el campo magnético.
mα = 6,7 . 10 -27 kg ; qα= 3,2 . 10 -19 C
Debe estar conectado para enviar un comentario.