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7/17/2019 electro

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DEPARTAMENTO DE CIENCIAS COLEGIO “EL VALLE”

FÍSICA 2º DE BACHILLERATO ELECTROMAGNETISMOELECTROMAGNETISMO

PROBLEMAS

CAMPO MAGNETICO

1. Un electrón que se desplaza con movimiento rectilíneo uniforme ala velocidad de 1×107 m·s-1, penetra en un campo magnticouniforme de !×10" #, perpendicular a la tra$ectoria del electrón.%alcula&a' (a fuerza que act)a so*re el electrón,

*' +l radio de la tra$ectoria que descri*e.atos& qe -1,0×10-1/ %, me /,11×10-1 gSOL.: a) F = 3,2×10-8 N perpendicular a B y a v !) " =2,8#×10-$ %

!. 2o*re un protón que posee una energía cintica de ",3×10 e4act)a en dirección normal a su tra$ectoria un campo magnticouniforme de 5 #. etermina&a' +l valor de la fuerza que act)a so*re el.*' +l radio de la ór*ita descrita.atos& mprotón 1,7×10-!7 g6 qprotón 1,×10-1/ %6 1 e4 1,×10-1/

SOL: a) F = 3,&×10-11 N !) " = 3$ %%

. Un electrón penetra perpendicularmente en un campo magnticode !,7 # con una velocidad de ! 000 m·s-1 .a' %alcula el radio de la ór*ita que descri*e.*' %alcula el n)mero de vueltas que da en 0,03 s.atos& me /,1×10-1 g, qe -1,×10-1/ %SOL: a) " = ',2×10-( % !) N = 3,8×10$ vuela*+0,0# *

". Un protón tiene una energía cintica de 10

-13

. 2igue unatra$ectoria circular en un campo magntico 8 ! #. %alcula&a' +l radio de la tra$ectoria.*' +l n)mero de vueltas que da en un minuto.atos& mprotón 1,7×10-!7 g6 qprotón 1,×10-1/ %SOL: a) " = #,& %% !) N = 1,8×10$ vuela*+%in

3. Un protón acelerado desde el reposo por una diferencia depotencial de !×10 4 adquiere una velocidad en el sentido positivodel e9e : , con la que penetra en una región en la que e;iste uncampo magntico uniforme 8 0,! # en el sentido positivo del e9e < .

%alcula&a' +l radio de la ór*ita descrita =>az un di*u9o del pro*lema'

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FÍSICA 2º DE BACHILLERATO ELECTROMAGNETISMOELECTROMAGNETISMO*' +l n)mero de vueltas que da en 1 segundo.atos& mp 1,7×10-!7 g, qp 1,0×10-1/ %.SOL: a) " = 1 % !) N = 3×10( r.p.*.

. Un protón acelerado por una diferencia de potencial de 3000 4penetra perpendicularmente en un campo magntico uniforme de0,! #. %alcula&a' (a velocidad del protón.*' +l radio de la ór*ita que descri*e $ el n)mero de vueltas que da en1 segundo.atos& mp 1,7×10-!7 g, qp 1,0×10-1/ % =?az un di*u9o delpro*lema'

SOL: a) v = $,&$×10#

%+* !) " = 3,2 c% N = ',$×10(

r.p.*.

7. Una partícula de carga 1,×10-1/ % $ de masa 1,7×10-!7 gpenetra con una velocidad v en una zona donde >a$ un campomagntico perpendicular de 3 teslas. (a tra$ectoria es unaór*ita circular de radio 1,3×10- m. %alcula&a' (a velocidad de la partícula.*' +l n)mero de vueltas que da en un minuto.SOL: a) v = 0,&2 %+* !) N = ',(×10$ r.p.%.

5. Un protón penetra en una zona donde >a$ un campo magnticode 3 #, con una velocidad de 1000 m·s-1 $ dirección perpendicular alcampo. %alcula&a' +l radio de la ór*ita descrita.*' (a intensidad $ sentido de un campo elctrico que alaplicarlo anule el efecto del campo magntico. =?az un di*u9o delpro*lema'atos& mp 1,7× 10-!7 g, qp 1,0×10-1/ %SOL: a) " = 2,0$ % !) = # /+%

/. Una partícula con carga 0,3·10-/

% se mueve con v "·10

9 m@s$ entra en una zona en donde e;iste un campo magntico 8 0,3 i #&a' ABu campo elctrico + >a$ que aplicar para que la carga no sufraninguna desviaciónC*' +n ausencia de campo elctrico calcula la masa si el radio de laór*ita es 10-7 m.c' Dazona si la fuerza magntica realiza alg)n tra*a9o so*re la cargacuando esta descri*e una ór*ita circular.SOL: a) = 2,00×10( N+ !) % = (,2#×10-2'

10. Un electrón es acelerado por una diferencia de potencial

de 1 000 4, entra en un campo magntico 8 perpendicular

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FÍSICA 2º DE BACHILLERATO ELECTROMAGNETISMOELECTROMAGNETISMOa su tra$ectoria, $ descri*e una ór*ita circular en # !×10-11 s. %alcula&a' (a velocidad del electrón.*' +l campo magntico.

c' ABu dirección de*e tener un campo elctrico + queaplicado 9unto con 8 permita que la tra$ectoria sea rectilíneaCatos qe -1,×10-1/ %6 me /,1×10-1 gSOL: a) v = 1,88×10& %+* !) B = 1,&$

11. os conductores rectos, paralelos $ largos estEn situados en elplano :< $ paralelos al e9e < . Uno pasa por el punto=10,0' cm $ el otro por el =!0,0' cm. Fm*os conducencorrientes elctricas de 3 F en el sentido positivo del e9e < .a' +;plica la e;presión utilizada para el cElculo del vector campomagntico creado por un largo conductor rectilíneo con corriente G .

*' %alcula el campo magntico en el punto =0, 0' cm.c' %alcula el campo magntico en el punto =13, 0' cm.ato& HI "J10-7 =2.G.'SOL: !) B! = -1#×10-( c) Bc = 0

1!. os >ilos conductores rectos mu$ largos $ paralelos =F $ 8' concorrientes GF 3 F e G8 F en el mismo sentido estEn separados0,! m. %alcula&a' +l campo magntico en el punto medio entre los dos conductores

=',*' (a fuerza e9ercida so*re un tercer conductor % paralelo losanteriores, de 0,3 m $ con G% ! F $ que pasa por .ato, HI "J10-7 =2.G.'SOL: a) B = ',0×10-( !) F = ',0×10-( N acia 4

INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA 1. Una *o*ina cuadrada $ plana =2 !3 cm ! ' construida con 3espiras estE en el plano :<&

a' +nuncia la le$ de Karada$-(enz.*' %alcula la f.e.m. media inducida si se aplica un campo magnticoen dirección del e9e L , que varía de 0,3 # a 0,! # en 0,1 s.c' %alcula la f.e.m. media inducida si el campo permanececonstante =0,3 #' $ la *o*ina gira >asta colocarse en el plano :Len 0, 1 s.SOL: !) 5! = 0,038 / c) 5c = 0,0(3 /

CUESTIONES

CAMPO MAGNÉTICO

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FÍSICA 2º DE BACHILLERATO ELECTROMAGNETISMOELECTROMAGNETISMO1. 2e o*serva un c>orro de electrones que atraviesa una región delespacio sin desviarse.F' Mo pueden e;istir campos elctricos.8' Mo pueden e;istir campos magnticos.

%' Nueden e;istir campos elctricos $ magnticos.

!. Una partícula cargada $ con velocidad u, se introduce en unaregión del espacio donde >a$ un campo elctrico $ un campomagntico constantes. 2i la partícula se mueve con movimientorectilíneo uniforme se de*e a que los dos campos&a' 2on de la misma dirección $ sentido.*' 2on de la misma dirección $ sentido contrario.c' 2on perpendiculares entre sí.

. Una partícula con carga elctrica se mueve en el seno de un

campo magntico uniforme, de dirección perpendicular a lavelocidad de la partícula. (a tra$ectoria que descri*e la partícula es&F' Decta.8' %ircular.%' Mo >a$ *astantes datos para predecir la tra$ectoria.

". Un positrón de carga 1,×10-1/ % entra en un campomagntico 8 0,1 9 #. 2i la velocidad del positrón es v 103 i m s-

1 , la fuerza que act)a so*re l, en MeOton, es&F' 1,×10-13 i8' 1,×10-13 9%' 1,×10-13

3. Un electrón $ un protón descri*en ór*itas circulares en unmismo campo 8 uniforme $ con la misma energía cintica&F' (a velocidad del protón es ma$or.8' +l radio de la ór*ita del protón es ma$or.%' (os períodos de rotación son los mismos.=ato& mp PP me '

. Un ca*le recto de longitud l $ corriente i estE colocadoen un campo magntico uniforme 8 formando con l un Engulo Q .+l módulo de la fuerza e9ercida so*re dic>o ca*le es&F' i l 8 tgQ8' i l 8 senQ%' i l 8 cosQ

7. Un >ilo recto $ conductor de longitud ( $ corriente G , situado enun campo magntico 8 , sufre una fuerza de módulo G·(·8 &F' 2i G $ 8 son paralelos $ del mismo sentido.8' 2i G $ 8 son paralelos $ de sentido contrario.

%' 2i G $ 8 son perpendiculares.

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FÍSICA 2º DE BACHILLERATO ELECTROMAGNETISMOELECTROMAGNETISMO5. (as líneas de fuerza del campo magntico son&F' F*iertas como las del campo elctrico.8' 2iempre cerradas.%' F*iertas o cerradas dependiendo del imEn o *o*ina.

/. (as líneas del campo magntico 8 creado por una *o*ina ideal&F' Macen en la cara norte $ mueren en la cara sur de la *o*ina.8' 2on líneas cerradas so*re sí mismas que atraviesan la sección dela *o*ina.%' 2on líneas cerradas alrededor de la *o*ina $ que nunca laatraviesan.

10. +l campo magntico creado por un >ilo inRnito $ recto concorriente de intensidad G =F' en un punto a la distancia de r =m'del >ilo&

F' epende de la inversa del cuadrado de la distancia.8' #iene la dirección de líneas circulares alrededor del >ilo.%' epende del cuadrado de la intensidad de corriente.

11. os >ilos paralelos mu$ largos con corrientes elctricas G e G Sestacionarias $de sentidos contrarios situados a la distancia r &F' 2e atraen entre sí.8' 2e repelen entre sí.%' Mo interaccionan.

1!. 2e dispone de un >ilo inRnito recto $ con corriente elctrica G . Unacarga elctrica T q pró;ima al >ilo movindose paralelamente a l $en el mismo sentido que la corriente&F' 2erE atraída.8' 2erE repelida.%' Mo e;perimentarE ninguna fuerza.

1. Nor dos conductores largos rectos $ paralelos circulan corrientes Gen el mismo sentido. +n un punto del plano situado entre los dos

conductores el campo magntico resultante, comparado con elcreado por uno solo de los conductores es&F' a$or.8' enor.%' +l mismo.

INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA. 1. Ae qu depende la f.e.m. inducida en un circuitoCF' e que varía en una magnitud grande o pequeVa el Wu9omagntico que la atraviesa.8' e la variación de Wu9o magntico Xrapidez con que cam*iaY atravs del mismo.

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FÍSICA 2º DE BACHILLERATO ELECTROMAGNETISMOELECTROMAGNETISMO%' el valor del Wu9o magntico que lo atraviesa supuesto constante.

!. 2i se acerca de pronto el polo norte de un imEn al plano de unaespira sin corriente, se produce en sta&

F' f.e.m. inducida en sentido >orario.8' f.e.m. inducida en sentido anti>orario.%' Minguna f.e.m. porque la espira inicialmente no posee corriente.

. 2i se acerca el polo norte de un imEn recto al plano de una espiraplana $ circular&F' 2e produce en la espira una corriente inducida que circula ensentido anti>orario.8' 2e genera un par de fuerzas que >ace rotar la espira.%' (a espira es atraída por el imEn.

". Una espira rectangular estE situada en un campo magnticouniforme, representado por las Wec>as de la Rgura. Dazona si elamperímetro indicarE paso de corriente&F' 2i la espira gira alrededor del e9e <.8' 2i gira alrededor del e9e :.%' 2i se desplaza a lo largo de cualquier de los e9es : o <.

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