También tienes algunos ejercicios resueltos en la página de la editorial SM.
Problemas y cuestiones de la primera parte: magnetismo.
1. Un campo magnético esta
dirigido según el eje Z y su intensidad
es B= 0,003k T. Otro está dirigido según el eje X y su intensidad es B=-0,005i
T. Calcular el módulo, dirección y sentido de la suma.
2. Si en una habitación han
situado un enorme imán con el polo Norte en el techo y el Sur en el suelo ¿Como
serían las líneas de fuerza? ¿Sobre que materiales notaríamos efectos?
3. Señalar que condiciones debe tener un planeta o
estrella para poseer campo magnético.
¿Cabe esperar campo magnético en la Luna?. ¿Y en Júpiter?
4. Un átomo de hidrógeno está formado por un núcleo
alrededor del cual gira un electrón. Justificar porqué el átomo tiene un campo
magnético. Se ha encontrado que un electrón aislado tiene un campo magnético
(viene dado por s) ¿Que explicación se te ocurre para este hecho?
5. Una bobina tiene 4 cm de radio y esta constituida
por 100 espiras por las que circula una corriente de 3 A en sentido de las
agujas del reloj. Dibujar el campo magnético que se produce. Explicar cuales
son las posibilidades que tenemos que hacer variar este campo magnético.
6. La búsqueda de materiales superconductores
(MATERIALES QUE PUEDEN CONDUCIR SIN RESISTENCIA GRANDES CORRIENTES ELÉCTRICAS)
esta ligada a la posibilidad de construir trenes que floten sobre los railes.
¿Porqué?
7. En el origen de coordenadas está situado un imán
rectangular con el polo N situado en la parte superior y el polo sur en la
parte inferior. En el punto (5,0) está quieta una carga eléctrica de 4mC.
-Dibujar las líneas del campo magnético del imán.
-Dibujar el vector inducción magnética B en el punto
(5,0)
-¿Existe alguna fuerza entre ambos
objetos?
8. En el problema anterior, golpeamos la carga
eléctrica y adquiere una velocidad uniforme hacia la derecha de 5 m/s.
-Dibujar las líneas del campo magnético creado por la
carga eléctrica.
-Calcular y dibujar la fuerza que actúa sobre la carga.
-¿Como será la trayectoria de la carga?
A.27 Con un imán se puede distorsionar la imagen de un
televisor. Justifícalo.
A.28 Un electrón (q=1,6.10-19C) se mueve con
velocidad de 3,75.106 m/s , en el plano XY formando 60º con el eje
x, y dentro de un campo magnético de 0,85 T dirigido en sentido positivo del
eje y. Hallar la fuerza que actúa sobre el electrón y dibujar el vector que la
representa.
Inducción electromagnética.
1. En el plano XY se tiene una espira circular de radio a=2 cm.
Simultáneamente se tiene un campo magnético uniforme cuya dirección forma un
ángulo de 30º con el semieje positivo y cuya intensidad es B= 3t2 T,
donde t es el tiempo expresado en segundos.
a) Calcula el flujo magnético en la
espira y su valor en t=2s.
b) Calcula la fuerza electromotriz
inducida en la espira en t=2s.
c) Indica, mediante un dibujo, el
sentido de la corriente inducida en la espira.
d) Representa en sendas gráficas la
dependencia del tiempo del flujo y de la fuerza electromotriz.
2. La velocidad de un electrón al
pasar por el origen de coordenadas e v= 2i
m/s.
a) ¿Cuál es la dirección del campo
magnético que crea en ese instante en cualquier punto del eje OY?
b) Si un protón se encuentra en el
punto x=0 y=2 z=0 ¿Cómo ha de ser su velocidad para que la interacción
magnética con el electrón no modifique su estado de movimiento?
3. Un campo magnético uniforme que
varía con el tiempo según la expresión B(t)= 0.5 cos(8t) T atraviesa
perpendicularmente una espira cuadrada cuyo lado mide 20 cm.
a) ¿Cuál es la unidad del campo y
del flujo magnético?
b) Hallar el flujo magnético que
atraviesa la espira en función del tiempo.
c) Hallar la fuerza electromotriz
inducida en la espira. ¿Es la fuerza electromotriz una función periódica?
Hallar su periodo.
4. ¿Qué demostró el experimento de
Oersted y en qué consistió?
Enuncia la ley de Ampere.
Utiliza la ley de Ampere para calcular el campo magnético creado por
un hilo rectilíneo infinito por el que circula una corriente de 10 A a una
distancia de 10 cm. µ0= 4π.10-7NA-2
5. Enuncia la ley de Faraday y la
ley de Lenz.
En una espira cuadrada horizontal de 20 cm de lado es atravesada por
un campo magnético de 2T hacia abajo. Si disminuimos el campo magnético hasta
B=0 en 1 minuto ¿Cuál es la fuerza electromotriz inducida y el sentido de la
corriente?
6. Un electrón se mueve en una
región donde están superpuestos un campo eléctrico E=4j V/m y un campo magnético B= 0,4k T. La velocidad del electrón es v= 20i m/s.
a) Fuerza que actúa sobre el electrón
debida a cada campo. (modulo y dirección)
b) Manteniendo v y B, obtener el
campo eléctrico para que la aceleración del electrón sea 0.
7. Un campo magnético uniforme de
intensidad B es paralelo al eje OY. Una espira cuadrada de lado L forma un
ángulo γ con el eje OX y su plano es perpendicular al plano OXY.
Flujo magnético en función de B, L y del ángulo γ.
Para que ángulo γ será máximo y mínimo el flujo.
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