CAMPO MAGNÉTICO: IMANES Y LÍNEAS DE CAMPO

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(1)

3º BD

PR OB L EM A S

C

U

R

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O

D

E

F

Í

S

I

C

A

2 0 1 7

Nº 2

CAMPO MAGNÉTICO Y ELECTROMAGNETISMO

CAMPO MAGNÉTICO: IMANES Y LÍNEAS DE CAMPO

1)

Cuando los extremos de dos imanes rectos están cercanos entre sí, se atraen. Entonces los extremos deben ser:

Uno norte y el otro sur.

Uno sur y el otro norte.

Ambos norte.

Ambos sur.

Cualquiera de los primeros dos casos.

2)

Una brújula calibrada en el campo magnético de la Tierra se coloca cerca del extremo de un imán recto permanente y apunta alejándose del extremo del imán. Se concluye que este extremo del imán:

Actúa como un polo magnético norte.

Actúa como un polo magnético sur.

No es posible concluir algo acerca del imán permanente.

3)

Se tienen dos trozos de hierro rectos e idénticos entre sí. Uno de ellos es un im án permanente y el otro no está magnetizado. ¿Cómo se podría distinguir uno del o tro? Explica más de un procedimiento.

4)

La dirección de cualquier campo magnético se toma en la dirección en que apunta una brújula calibrada con la Tierra. Explique por que esto significa que las líneas de campo magnético d eben partir del polo norte de un imán recto permanente y entrar en su polo sur.

5)

Indica si las siguientes afirmaciones son correctas o no: El polo N de la aguja imantada de una brújula, apunta

hacia el polo N geográfico de la Tierra.

Si partimos un imán de barra por la mitad, no podemos separar el polo N del polo S.

El campo magnético creado por un imán se debe a la presencia de las ca rgas positivas y negativas, ubicadas en los extremos del imán.

Las líneas de inducción siempre van de N a S por dentro del imán y de S a N por fuera de él.

6)

Sobre una mesa del laboratorio se colocan dos im anes rectos idénticos a igual distancia de una brújula, en tres situaciones diferentes. En las figuras se representan las mismas, pero incompletas, pues falta la orientación de la aguja magnética de la brújula. Considerando muy pequeño el ca mpo creado por la Tierra comparado con el de los imanes, completa la información, indicando cómo estará posicionada la aguja magnética. No olvides fundamentar tus respuestas:

7)

En la fotogr afía adjunta, se muestran limaduras de hierro, indicando la forma de las líne as de inducción alrededor de dos barras. En relación a esto, podemos decir que:

Ninguna de las dos barras es un imán.

Ambas barras deben ser imanes permanen tes, con polos iguales enfrentados entre sí.

O las dos barras son imanes permanentes con polos opuestos enfrentados.

Ambas barras deben ser imanes p ermanentes con polos iguales enfrentados.

Ninguna de las anteriores es correcta.

Brújula a)

b)

c)

N

(2)

FUERZA MAGNÉTICA APLICADA SOBRE PARTÍCULAS CARGADAS EN MOVIMIENTO:

8)

En la figur a se esquematizan cuatro situaciones diferentes, una partícula con carga eléctrica ingresando en una región de campo magnético uniforme. Indica dirección y sentido de la fuerza magné tica que se aplica en cada caso:

9)

*Se desea desviar una partícula con carga positiva para que su trayectoria sea una “S”, como se ve en la figura, usando solo campos magnéticos.

a) Explique como se podría lograr esto usando campos magnéticos

perpendicula res al plano de la pagina. b) Como se compara la

magnitud de la velocidad de una

partícula que sale del campo, co mparada con su velocidad inicial

10)

*Tres partículas entran a un campo magnético uniforme, como se ve en la Figura. Se sabe que las partículas 1 y 3 tienen velocidades iguales y cargas de igual valor. Explica qué puedes concluir acerca de: a) las cargas eléctricas de las tres partículas. b) Las masas de las partículas 1 y 3.

11)

*Si una partícula cargada se mueve en línea recta y no hay otras fuerzas, a excepción quizá de un campo magnético, se puede decir con certeza que no hay campo magnético presente? Explique por qué.

12)

Cuando se proyect a un haz de electrones de izquierda a derecha hacia un campo B dirigido hacia el papel, el haz se desvía siguiendo una trayectoria circular . ¿Los electrones se desplazarán en el sentido de las manecillas del reloj o en contrasen tido? ¿Por qué es circular su trayectoria? ¿Qué ocurriría si fuera un haz de protones?

13)

¿Puede modificarse la dirección del movimiento de una carga eléctrica por medio de un campo magnético?

14)

*Dadas las siguientes afirmaciones indica cuáles son verdaderas y cuáles falsas, justificando tu respuesta. a) Las trayectorias realizadas por un electrón y un

protón, que se mueven inicialmente con velo cidad perpendicula r a un campo magnético, son circunferencias idénticas, salvo que se recorren en sentidos opuestos.

b) Una carga eléctrica en movimien to siempre experimenta una fuerza de origen magnético cuando se mueve en un campo magnético externo.

15)

¿Puede modificarse el valor de la velocidad con la cual se mueve una carga eléctrica, mediante un campo magnético?

16)

¿Cuáles, de las siguientes magnitudes, pueden modificarse sin que afecte el módulo de la fuerza magnética que actúa sobre una carga eléctrica en movimiento dentro de una región de campo magnético uniforme?

a) El signo de la carga. b) La velocidad de la partícula. c) La masa de la partícula.

d) El módulo del campo magnético.

17)

*Un protón pasa a través de una región del espacio en donde existe un campo m agnético uniforme sin sufrir desviaciones. ¿Cierto o falso? Justifica.

18)

Un protón de energía cinética 3,2x10-13J se mueve en un plano perpendicular a un campo m agnético de valor 0,30T.

a) ¿Cuál es el radio de la trayectoria del protón? b) ¿Qué energía cinética debería tener un electrón para

seguir una trayectoria circula r con igual radio y en la misma región de campo magnético?

19)

Un protón y un electrón moviéndose a la mism a velocidad penetran en un ⃗⃗ 𝑩 uniforme. Indique hacia dónde se desvían y

determine la relación entre los radios de sus trayectorias.

20)

Un ele ctrón de Ecinética=4,0x10-18 J, se mueve en una

órbita cir cular en una región de ⃗⃗ 𝑩 uniforme, de valor 0,20T. Calcula:

a) La fuerza que actúa sobre él. b) El radio de la órbita.

c) La frecuencia y el período de giro.

d) El trabajo realizado sobre el electrón por el ca mpo magnético al cabo de media vuelta.

21)

Un protón, de Ecinética=2,1x10-18J, entra por el punto P en

una región donde existe un campo magnético uniforme. Sabiendo que OP=OM=15cm, determina las características de dicho campo par a que el protón abandone la región por el punto M y por N.

22)

Un electrón se mueve en un plano perpendicular a un campo m agnético de valor 0,20T.¿Cuál es el radio de la trayectoria del electrón si su velocidad es de 2,0x105m/s?

0 =8,85x10-12C2/Nm2; k

E= 9,0x109Nm2/C2; 0= 4x10-7Tm /A; kB= 2,0x10-7Tm /A; e-=1,6x10-19C; me=9,1x10-31kg; mp=1,7x10-27kg

v

?

B

P N

O M

v

B

a)

B

v

b)

B

v

c)

B

v

e)

B

v

d) f)

v

B

v

B

(3)

23)

Un protón ingresa por el punto A con una velocidad de 3,0x105 m/s, en una región rectangular (delimitada por la línea punteada) donde existe un campo magnético uniforme perpendicular al plano del dibujo. Determina:

a) Todas las características del 𝐵⃗ .

b) Cuanto tiempo permanece la partícula dentro de la región de campo magnético.

24)

Un protón penetra, con velocidad perpendicular a un campo

B

uniforme, por el punto M, realizando una trayectoria semicircular en el mismo y saliendo por un punto N (B = 1,0x10-3 T; v = 1,0x105 m/s). Determina La distancia MN (ubica el lugar donde se encuentra N).

25)

**En la figura se representa una zona de campo magnético uniforme por la que ingresan perpendicularmente a él con igual velocidad de 4,5X104m/s tres partículas, de 3,2X10–20Kg de masa, describiendo las trayectorias indicadas. El r adio de la trayectoria 3 es la mit ad que la 2 y la 1 es recta. El valor del campo magnético en la región es de 2,0X10-2 T. a) Determina el signo de la carga eléctrica de cada una

de las partículas, justificando la respuesta. b) Determina las relación: q3/q2.

c) ¿Cuánto tiempo permanece la pa rtícula 3 dentro del campo magnético si su carga eléctrica tiene un valor de 3,2X10-19C?

26)

En cada una de las regiones, 1 y 2 hay un ⃗⃗ 𝑩 uniforme, en la región I,vale 5,0x10-4T. Un electrón describe las trayectorias dibujadas al ingresar en cada región. Se sabe que r1=2r2

a) Representa el campo magnético en cada región. b) Halla el módulo de

la velocidad del electrón y el valo r del campo magnético en la región 2, si r1=2,0cm.

27)

**Dos partículas cargadas de igual masa ingresan al interior de un campo magnético con iguales energías cinéticas. Entonces, de acuerdo a la figura que se muestra sabemos que:

i) q1 es positiva, q2 es negativa y q1 = q2 ii) q1 es positiva, q2 es negativa y q1 > q2 iii) q1 es positiva, q2 es negativa y q1 < q2 iv) q1 es negativa, q2 es positiva y q1 > q2 v) q1 es negativa, q2 es positiva y q1 < q2

28)

Un protón ingresa en una zona de campo m agnético uniforme B=0,50T con v=6,0x105m/s y describe la trayectoria indicada. a) ¿Por cuál de los puntos P o Q,

ingresa el protón al campo 𝐵⃗ ? b) ¿Cuánto tiempo permanecerá

el protón dentro del campo 𝐵⃗⃗⃗ ?

29)

**Dos partículas con carga elé ctrica ingresan con igual valor de velocidad a una misma

región de campo

magnético uniforme, y describen un ar co de circunferencia. Una de ellas ingresa por M y

sale por N, mientras que la otra, ingresa por el punto P y sale por Q, describiendo una trayectoria con el doble de radio que la primera.

a) Analiza los signos de las cargas eléctricas de las dos

partículas.

b) ¿Qué puedes concluir acerca de sus masas?

c) ¿Cómo serían las trayectorias de las partículas si sus

cargas eléctricas fueran neutras?

30)

**En la figur a se representan las trayectorias (arcos de circunferencia) de dos partículas de igual masa que ingresan con igual velocidad, en un campo

magnético uniforme

saliente en el plano de la figura. Los radios de las

trayectorias I y II son diferentes, como indica la figura. a) Identifica el signo de la ca rga eléctrica de cada

partícula.

b) ¿Cómo debería re- orientarse el campo magnético para que las partículas no se desvíen?

0 =8,85x10-12C2/Nm2; k

E= 9,0x109Nm2/C2; 0= 4x10-7Tm /A; kB= 2,0x10-7Tm /A; e-=1,6x10-19C; me=9,1x10-31kg; mp=1,7x10-27kg

B

q

1

v

v

q

2

2

1

3

P

B

v

B

P

Q

1

B

e

v

?

2

B

v

1

r

2

r

ZONA 2 ZONA 1

?

B

A

O C

v

25 mm

25 m

m

M

N

P

Q

I

(4)

CAMPO MAGNÉTICO GENERADO POR UN CONDUCTOR RECTO QUE TRANSPORTA CORRIENTE

31)

La figura de este ejercicio representa un conductor rectilíneo horizontal que transporta una corriente de intensidad i=30 A, cuyo sentido se indica.

a) Indique la dirección y el sentido del ca mpo magnético producido por la co rriente en el conductor en M y R.

b) Determine el valor d el campo magnético en M y en R

(represente a escala el campo magnético en M y en R).

c) Si se estableciera una corrien te i=15 A determine el campo magnético en dichos lugares.

32)

En la figura se

muestran una

brújula y un conductor recto muy largo que no

transporta corriente. Entonces:

La aguja de la brújula apunta hacia el S geográfico.

La aguja apunta hacia el N magnético de la Tierra.

El conductor y el centro de la brújula se encuentran en la dirección Norte-Sur de la Tierra.

No es posible saber para dónde apunta la aguja magnética en estas condiciones.

Ninguna de las anteriores es correcta.

33)

Si hacemos cir cular corriente entrante de 6,0A por el conductor del problema anterior, y el campo magnético terrestre vale 2,0x10-5T, la aguja m agnética de la brújula:

Se desviará 90º, hacia el este.

Se desviará 37º, hacia el oeste.

Se desviará 37º hacia el este.

Se desviará 180º.

No se desviará de su orientación inicial.

Ninguna de las anteriores es correcta.

34)

Un pequeñuelo recibió con alegría para la pasada navidad una brújula profesional de Cortapalos®, pero observó con tristeza que la brújula tenía un comportamiento extraño al colocarla sobre una mesa horizont al y cerca de un cable vertical por el que pasa corriente: la brújula no quedó aline ada en la dire cción N-S, sino que lo hizo como muestra la figura (vista de arriba).

a) ¿Cómo le explicaría al niño que el comportamiento de su regalo es perfectamente esp erable desde el punto de vista físico?

b) Determine el sentido de la corriente en el conductor.

35)

**Entre dos conductores rectos verticales, y a igual distancia de cada uno de ellos, se colocó una

brújula y la misma apunta hacia el N geogr áfico. Entonces (para cada uno de los dos casos):

No está circulando corriente por ninguno de los dos conductores.

El conductor 1 transporta corriente entrante y el

2 saliente, de igual valor entre si.

Los dos conductores transportan corrientes entrantes, de igual valor entre sí.

Los dos conductores transportan corrientes salientes, de igual valor entre sí.

Ninguna de las anteriores es correcta.

2)

La figura representa dos conductores rectilíneos horizont ales vistos de frente, que transportan corrientes i1 = 15 A e i2 =

30 A, con los sentidos indicados.

Indique dirección y sentido d e cada uno de los campos magnéticos p roducidos por las corrientes en P.

¿Cuál será entonces el valor de B2 en ese lugar?

Determine campo magnético resultante en P.

Realice nuevamente los ítems a), b) y c) para Q.

36)

La figur a muestra dos conductores par alelos muy largos, que transportan corrientes i1=4,0A e i2=6,0A, en

los sentidos indicados.

Determine el campo magnético resultante en P y represente a escala.

37)

Dos alambres rectos largos llevan la misma intensidad de corriente i1 = i2 = 50 A

en los sentidos indicados en la figura. Los alambres se cruzan entre sí en el plano del papel. Siendo d = 2,0 cm, d etermine el campo magnético resultan te en los puntos P y Q.

38)

En la figura de este problema se muestran cuatro conductores rectos paralelos entre sí, colocados en los vértices de un cuadr ado. Cuando los conductores transportan corrientes de igual

intensidad i = 20 A y en los sentidos indicados, y siendo 4,0 cm la longitud de la diagonal del cuadr ado,

determine el campo magnético en el centro C del cuadrado.

39)

En la figur a de este

problema se

muestran dos

conductores rectos

muy largos y

paralelos entre sí, que transportan

corrientes de

intensidades i1 = 30 A e i2 = 45 A, en los sentidos que se indican.Determin e el campo magnético en los puntos P y Q.

40)

El campo m agnético generado por un conductor recto infinito es independiente de la distancia al mismo, aunque es proporcional a la intensidad de corriente que circula por dicho conductor. ¿Cierto o falso?

0 =8,85x10-12C2/Nm2; kE= 9,0x109Nm2/C2; 0= 4x10-7Tm /A; kB= 2,0x10-7Tm /A; e-=1,6x10-19C; me=9,1x10-31kg; mp=1,7x10-27kg

i

1,0cm M 3,0cm R

8,0cm Conductor N S E O P Q 2 ,0 cm 1

i

2

i

2 ,0 cm 2 ,0 cm

P

2

i

4,0cm 2 ,0

cm

i

1

P 2

i

d 1

i

Q d d d

C

1

i

3

i

2

i

4

i

P 2

i

1,5cm 1

i

Q

(5)

41)

Dos conductores rectilíneos y muy largos se colocan paralelos entre sí y perpendiculares al plano de la hoja. Sabiendo que la intensidad de la corriente i1 = 6,0 A y

que la entrante es i2 = 4,0 A, determin e el ca mpo

magnético total en los puntos J, M y H.

42)

*Tres alambres muy largos y paralelos se

disponen como

muestra la figur a. Conducen corrientes iguales de 25 A.

Determina el campo magnético to tal en M, punto medio del segmento. (d = 10 cm).

43)

En el laboratorio un grupo de estudiantes realiza el estudio del campo magnético generado por un conductor recto. Los datos recabados para la construcción de la gráfica se realizaron con una intensidad de corriente de 2,0 A, en todo momento.

a) Explique cómo se debe alinear el conductor y la brújula con la dirección N-S de la Tierra para la realización de la actividad y qué significado posee la pendiente del gráfico adjunto.

b) ¿Qué ángulo de desviación presentará la aguja de la brújula al colocarla a 5,0cm del conductor? Represente esta situación en un nuevo diagrama, considerando la corriente en sentido entrante (BTierra=2,0x10-5T).

44)

*En los 3 casos esquematizados,

determina la fuerza magnética que se aplica sobre el electrón que se mueve con velocidad de valor 3 ,0x104m/s. El valor de la intensidad de la corriente eléctrica en cada conductor es de 4,0A, y la distancia entre cada conductor y la partícula es en todos los casos 2,0cm.

45)

**En la figura se representan dos conductores rectos, muy largos y paralelos entre sí. Los mismos transportan corrientes de valores i1=1,5 A e i2=2,0A.¿Existe algún

punto perteneciente a la lín ea punteada en el cual el campo magnético resultante sea nulo? De se r así calcula dónde está ubicado.

46)

*En la figur a de este problema se representan dos conductores rectos, par alelos entre sí. Se sabe que las intensidades de corriente son i1=3,0A e i2=4,0A y que

d=0,020m. Determina:

a) El campo magnético neto en P debido a los dos conductores.

b) La fuerza magnética que experimentará un electrón al pasar por P con velocidad de 4,0x105m/s de dirección y sentio indicados en la figura.

47)

***Un conductor recto produce, en los puntos M y N, un campo magnético cuyos módulos son BM=2x10-5T y BN=1x10-5T,

de direcciones y sentidos indicados en la figura: a) Indique, justificando,

dónde se encuen tra el conducto r que produce este campo, cómo está orientado y cuál es el sentido de la corriente que lo recorre.

b) Calcule la intensidad de la corriente que lo recorre.

0 =8,85x10-12C2/Nm2; k

E= 9,0x109Nm2/C2; 0= 4x10-7Tm /A; kB= 2,0x10-7Tm /A; e-=1,6x10-19C; me=9,1x10-31kg; mp=1,7x10-27kg

0,00 0,40 0,80 1,20 1,60 2,00

0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0

Bc(x10-5T)

1/r (m-1)

3,0 cm 1

i

i

2

i

1

P

i

2

d

d

𝒗

⃗⃗

𝒆−

37º 1

i

i

2

M

1,0 cm

H

J

1,0 cm

1,0 cm

d 1

i

2

i

d

M

3

i

d

d

𝑣

e- SITUACIÓN 1

𝑣

e-

d d

d

d

SITUACIÓN 2

𝑣

e-

d d

SITUACIÓN 3

5,0 cm

𝐵

𝑀

M

N

(6)

FUERZA MAGNÉTICA SOBRE UN CONDUCTOR RECTO QUE TRANSPORTA CORRIENTE

48)

En todos los casos de las figuras, los conductores tienen un largo de 150cm y por ellos circula una corriente de 2,0A de intensidad. Calcula y rep resenta sob re cada conductor la fuerza que realiza el campo magnético existente en la zona, que es uniforme y de valor 80x10-3T.

49)

El conductor MNÑP se halla ubicado dentro de una región de B uniforme, tal com o se indica en la figura. Sobre el segmento MN (cuya longitud es de 80 cm) actúa una fuerza m agnética de valor 1,6 N y dirección y sentido indicados. Si por el conductor cir cula una corriente de intensidad 2,0 A,

a) Determina el valor del campo magnético y el sentido de la corriente eléctrica en el conductor.

b) Calcula y rep resenta la fuerza magnética sobre los segmentos NÑ y ÑP, sabiendo que la longitud de ÑP es 30 cm menor que MN.

50)

¿Es posible que no se aprecien efectos de una fuerza magnética aplicada sobre un conductor que transporta corriente eléctrica, cuando ést e se encuentra en una zona donde existe un campo magnético? Explica.

51)

La figur a representa un conductor recto que transporta una corriente de intensidad 30 A, un segmento del mismo se encuentra en un campo m agnético uniforme de 0,20 T como indica la figur a. Determina la fu erza magnética aplicada sobre el conductor.

52)

Halle la fuerza magnética neta sobre el conductor triangular ABC de la figura siendo: i = 3,0 A, B = 0,020 T, AB = BC = AC = 0,10m.

53)

*Encontrar una expresión para la fuerza de interacción entre dos conductores rectilíneos infinitamente largos que transportan corrientes i1 e i2:

a) En el mismo sentido. b) En sentidos opuestos.

54)

Aplique la regla del pulgar de la m ano derecha y la regla de la mano izquierda para explicar por qué dos alambres adyacentes experimentan una fuerza de atracción cuando las corrientes fluyen en el mismo sentido. Ilustre su argumentación con dibujos.

55)

Un alambre de L=20cm y m asa 5,0g, por el cual circula una corriente i=5,0A, cuelga de dos hilos como lo indica la figura. Determine el ca mpo tal que el sistema quede en equilibrio, con los hilos formando 30º con la vertical.

56)

En una región de campo m agnético uniforme se encuentra un conductor recto, en reposo y dispuesto horizontalmente. Se sabe que el conductor posee una masa 30 g y un largo de 40 cm, y que por él circula una corriente eléctrica de intensidad de 1,5A. Determina valor, dirección y

sentido del campo magnético que debe existir en la zona para que el conductor permanezca en equilibrio.

57)

***Dos conductores rectos y paralelos entre sí generan un campo m agnético nulo en el punto H. Entre ellos se

aplican fuerzas m agnéticas de valor 1,0x10-3N por cada 0,75m de conductor.

a) Calcula los valores de ambas intensidades de corriente y determina el sentido de la corrien te en el conductor 1.

b) Explica si los conducto res se atraen o se rechazan entre sí.

58)

El conductor 2 de la figura se mantiene en reposo levitando, mientras el conductor 1 transporta una corriente de intensidad i1=120A. La masa del

conductor 2 es de 2,0g y su longitud 30cm. Halle valor y sentido de la corriente en el conductor 2 sab iendo que el mismo está equilibrado a una distancia d=3,0mm por encima del conductor 1.

0 =8,85x10-12C2/Nm2; kE= 9,0x109Nm2/C2; 0= 4x10-7Tm /A; kB= 2,0x10-7Tm /A; e-=1,6x10-19C; me=9,1x10-31kg; mp=1,7x10-27kg

A 0 , 5 i

B

A 0 , 5

i

B

i

2

30º

i

1

i

3

53º

i

1

i

2

N

M

Ñ

P

d

¿i2=?

i1 d

1

i

i

2

B

A B

C

i

i

B

i

80 cm

i

2,0cm

i1 i2

H

(7)

59)

*Dos conductores paralelos transportan corriente eléctrica en igual sentido, siendo i1=30A en

el primer conductor e i2=15A en

el segundo, se sabe que se encuentran separados una distancia de 30,0cm.

a

a)) Ca l cule y represente la fuerza magnética que cada uno de ellos le ejerce a 20,0 m de longitud del otro.

b

b)) Calcule la posición donde debería colocarse un tercer conductor, paralelo a los otros dos, de 10,0 m de longitud y una intensidad de 5,00 A en el mismo sentido, para que la fuerza magnética resultante sobre él (sobre el tercer conductor) sea nula.

60)

**En la figura se muestran dos conductores rectos de 1m de largo cada uno y colgados de cuerdas de masa despreciable y de longitud 20cm que forman 30º entre sí. Por cada uno de los conductores circula corriente de intensidades i1 e i2 de igual valor,

permaneciendo en equilibrio en estas condiciones. a) Realice un diagrama indicando las fuerzas que

actúan sobre cada conductor.

b) ¿Las intensidades tienen igual o diferente sentido? Justifique.

c) Determine el valor de las intensidades sabiendo que la masa de cada conductor es de 20g.

ACCIÓ N D E CA MPO S MAG NÉTIC OS Y EL ÉCTRI COS SO BRE CA RGA S P UNTU ALE S E N MOVI MI ENT O

61)

Una partícula de masa 5,0x10-18 kg y carga 4 ,0nC, se mueve a lo largo de MN, acelerada por un campo eléctrico uniforme de módulo 5,0x104N/C. Al llegar al punto N, deja de actuar el campo eléctrico y

la partícula ingresa en una región de campo magnético uniforme, perpendicular al plano del dibujo (MN =40cm; NP=100 cm; vM=0m/s):

a) ¿Por qué la trayecto ria MN es recta y la NP es circular?

b) Determine y represente el campo magnético.

62)

Un ele ctrón se mueve en líne a recta con velocidad v constante paralela a dos placas cargadas, en una región donde existe un campo magnético uniforme B, sin desviarse . Determine la diferencia de poten cial entre las placas indicando cuál está a mayor po tencial .(Datos: v=4,0 X105 m/s, d=4,0cm, B=0,050T).

63)

Un electrón se mueve

con velocidad

constante cuyo

módulo es

v=2.5x105m/s, entre una placa infinita uniformemente

cargada con = - 8 .85x10 – 12 C/m2 , y un conductor muy lar go, según figur a. Determine la intensidad de la corriente eléctrica que circula por el conducto r e indica su sentido.

64)

Deter mina la fuerza neta sobre el electrón que al pasar por el punto P se mueve con velocidad v,

debida al campo

magnético de las

corrientes paralelas que

se indican.(Datos: I1=20A, I2=10A, d=4 .0cm,

v=6.0X105m/s).

65)

Un selector de velocidades tiene un campo magnético de 0,10T perpendicular a un campo eléctrico de 2,0x105V/m.

a) Realiza un esquema y explica el funcionamien to del dispositivo.

b) Determina la velocidad que debe tener una partícula cargada para pasar a través d e dicho selector sin desviarse.

66)

Los electrones en el haz de un tubo de televisión tienen una energía cinética de 12,0ke-V.El tubo está orientado de modo que los electrones se mueven horizontalmente desde el sur magnético hacia el norte magnético. La componente vertical del campo magnético de la Tierra apunta hacia abajo y tiene una magnitud de 55,0T.

a) ¿En qué dirección se desviará el haz?

b) ¿Cuál es la acelera ción de un electrón debida al campo magnético?

c) ¿Cuánto se desviará el haz al recorrer 20,0 cm dentro del tubo de televisión?

67)

En la figur a se representan dos regiones de campos sólo magnéticos, independientes y diferentes entre sí. Un objeto de carga eléctrica q=–2 ,0x10-10C y masa 5,0x10

-15

kg describe, en la región 1, un cuarto de circunferencia de radio 30 cm

demorando 5,5X10-5s. En la región 2

describe, una

trayectoria rectilínea. a) Determina el

módulo dirección y sentido del ca mpo magnético en la región I.

b) Compara el ca mpo magnético en la región II con el de la región I.

c) Calcula la energía cinética al ingresa r a la región I y al salir de la II.

68)

Un electrón describe la traye ctoria indicada MN –NO–OP. En cada tramo se sabe que actúa un solo campo y se conoce el módulo de la velocidad en M y en P, vM=3,2x105m/s y vP=0.

a) Identifica y rep resenta en cada tramo de trayectoria el campo que la determina.

b) Determina el valor de dichos campos.

0 =8,85x10-12C2/Nm2; k

E= 9,0x109Nm2/C2; 0= 4x10-7Tm /A; kB= 2,0x10-7Tm /A; e-=1,6x10-19C; me=9,1x10-31kg; mp=1,7x10-27kg

B

d

e-

𝑣

M N

P

E

?

B

d=10cm

e

-𝑣

𝜎

conductor

𝑣

e-

d

d

I1

I2

i1 i2

30,0cm

i

1

i

2

30º

1

2

P

O

N

M

18,2 mm

18

,2

m

(8)

69)

**En la zona entre los planos cargados existe un campo magnético entrante. Por la líne a punteada se lanza una partícula cargada con MRU. Determin e el sen tido del movimien to y el módulo de la velo cidad. (= 3,5x10-8 C/m2 y B = 5,0x10-2 T).

70)

La figura representa la trayectoria (línea punteada) de un haz de electrones que ingresa, con velocidad de módulo 1,25x105m/s, a una región del espacio en donde existen campos eléctrico y magnético simultáneos y uniformes,. El campo eléctrico, de módulo 125N/C, está representado en dirección y sentido.

a) Determina y representa el campo magnético en dicha región, para que el haz siga la trayectoria indicada.

b) ¿Qué le o curre al haz si en el momento de ingresar a dicha región se anula el campo eléctrico?

71)

*Unos iones con carga q=1 ,6X10-19C que se han acelerado por una diferencia de potencial de 800V describen una trayectoria circular de 16 cm de radio en un campo magnético de 0,20T.

a) Representa la trayectoria en la región de ca mpo magnético

b) Calcula la masa de los iones.

c) Representa la fuerza magnética en A.

0 =8,85x10-12C2/Nm2; k

E= 9,0x109Nm2/C2; 0= 4x10-7Tm /A; k

B= 2,0x10-7Tm /A; e-=1,6x10-19C; me=9,1x10-31kg; mp=1,7x10-27kg 800V

A

−𝜎

+𝜎

𝐸⃗

B

Figure

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