2 Problemas magnetismo

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(1)Tema IV. Problemas de Magnetimo. DATOS Partícula Electrón Protón Deuterón Alfa(α). masa (Kg) 9.1 10-31 1.7 10-27 2⋅mP 4⋅mp. 2º Bachillerato. carga (C) -1.6 10-19 -qe qe 2⋅qp. 1. Calcular en cada uno de los casos de la figura la dirección y el sentido del campo magnético que actúa. V. F. V F F. V. 2. Un electrón penetra en una región en la que existe un campo magnético uniforme con una velocidad de 104 m/s. Calcular el valor del campo magnético si la dirección inicial del electrón es perpendicular al campo y ejerce sobre él una fuerza de 1 Nw. 3. En una cierta región del espacio existe un campo E=i-k (V/m) y un campo B=3i-j+k (T). Determinar la fuerza total ejercida sobre una carga de 3 µC en el instante en el que tiene una velocidad de 2i-j (m/s). 4. Un protón penetra con una velocidad V= 103 i – 102 k (m/s) en una región del espacio en la que existe un campo dos campos. Uno eléctrico E=3i + 4j – 5 k (N/C) y otro magnético B= 10 j + 50 k (T). Calcular la fuerza que actúa sobre la partícula. 5. Un electrón se mueve en la dirección que indica la figura, en el seno de un campo magnético. Indica la fuerza que actúa sobre él y dibuja la trayectoria que seguirá .¿Cómo se modifica el resultado esi en lugar de considerar un electrón se considera un protón ?.. B. 6. Cómo podemos saber, sin ninguna duda, si la fuerza que actúa sobre una carga es de origen magnético o eléctrico. 7. Un electrón y un protón se mueven con la misma velocidad. al penetrar en un campo magnético, ambos curvan su trayectoria en sentidos contrarios. ¿Quién curva más su trayectoria el protón o el electrón? ¿por qué?. 4 Probemas magnetismo. 1.

(2) Tema IV. Problemas de Magnetimo. 2º Bachillerato. 8. Un electrón penetra en el interior de un campo magnético, tal como indica la figura. Señalar la trayectoria seguida en cada caso. V. V V. 9. Un electrón penetra con una velocidad de 104 m/s en una región del espacio en la que existe un campo magnético uniforme y perpendicular a la velocidad, de valor 104 T. Como consecuencia de ello el electrón describe una trayectoria circular. Calcular el radio de la circunferencia. Repetir el problema para un protón y para un neutrón. (Fundamento del espectrógrafo de masas) 10.Un protón, un deuterón y una partícula alfa son aceleradas bajo la misma diferencia de potencial, entrando en una región del espacio donde hay un campo magnético uniforme y perpendicular a la velocidad. Calcular: a) Relación entre las energías cinéticas en el momento de entrar en el campo magnético. b) si el radio de la trayectoria del protón es de 0.1 m. ¿Cuáles serán los radios de las trayectorias del deuterón y de la partícula α?. 11.Un protón que es acelerado desde el reposo por una diferencia de potencial de 2 106 V. penetra perpendicularmente al campo magnético uniforme existente en una región del espacio. Si el campo vale 0.2 T. Calcular: a) Radio de la órbita descrita por el protón. b) Velocidad del protón en dicha órbita. c) Tiempo que tarda el protón en describir una órbita completa. 12.La espira cuadrada de la figura puede girar al rededor del eje Z, por ella circula una corriente de 10 A. en el sentido indicado. Calcular la fuerza ejercida sobre cada uno de los lados, así como el momento que hay que aplicar para mantener a la espira en la posición indicada en cada uno de los siguientes casos. a) B=0.2 T según eje Y. b) B=0.2 T según eje X. c) B=0.2 T según eje Z.. ZZ b. a. 30º. Y. X. 13.Dos protones se desplazan paralelamente el uno al otro, separados una distancia d, con una velocidad de 104 m/s. Calcular la relación existente entre la interacción eléctrica y magnética. 14.Calcular el campo creado por una espira, circular de radio R recorrida por una corriente estacionaria I, en el centro de la espira. 15.Una espira circular por la que circula una corriente estacionaria I esté sumergida en un campo magnético uniforme y perpendicular a dicha espira. Calcular la fuerza resultante que actúa sobre dicha espira.. 4 Probemas magnetismo. 2.

(3) Tema IV. Problemas de Magnetimo. 2º Bachillerato. 16. Dibuja las líneas de campo que crea cada uno de los siguientes conductores rectilíneos.. I. I. I. 17.Teniendo en cuenta el campo magnético que se origina en cada uno de los siguientes casos, dibuja el sentido de la corriente.. 18.Dos hilos muy largos paralelos O y O’ distan entre sí 10 Cm. El hilo O' está recorrido por una corriente I' =6 A. dirigida hacia abajo. a) Determinar la intensidad y la dirección de la corriente que recorre el hilo O, para que el campo magnético en A sea nulo. b) Cuál es el campo magnético resultante en magnitud, dirección y sentido en los puntos B y C de la figura. O’. O 8 Cm A. 10 Cm. 5 Cm. 10 Cm. 5 Cm. B. C 6 Cm O. 19.Un topógrafo está empleando una brújula 7 m por debajo de una línea de alta tensión que lleva una corriente de 100 A. a) ¿Afectará la corriente a la lectura de la brújula ?¿en qué caso ? b) En el supuesto de que le afecte. Determinar el ángulo de desviación de la brújula suponiendo que la línea está orientada de N-S y que la componente horizontal del campo magnético terrestre es de 0.2 T. 20.Calcular la fuerza de interacción entre dos cables de conducción eléctrica que transportan una corriente de 1500 A a una diferencia de potencial de 103 V, entre dos postes separados 50 m, si la distancia entre los dos cables es de 2 m. 21.¿Cómo variaré el campo magnético en el interior de un solenoide en los siguientes casos ? a) Se duplica la corriente que circula por el mismo. b) Se aprietan las espiras hasta reducir a la mitad la longitud del solenoide. c) Se introduce un núcleo de hierro entre las espiras.. 4 Probemas magnetismo. 3.

(4) Tema IV. Problemas de Magnetimo. 2º Bachillerato. 22.Un conductor de 10 Cm de longitud está situado sobre el eje de abscisas, por él circula una corriente de 5 A, dirigida hacia X . En la región en la que se encuentra el conductor existe un campo magnético uniforme de módulo 0.01 T dirigido según valores crecientes de Z. a) Calcular el valor de la fuerza que actúa sobre el conductor. b) Idem, si el campo es paralelo al plano XZ y forma un ángulo de 60º con el eje Z. c) Idem, si el campo tiene la dirección del eje X hacia valores crecientes. d) Idem, si el campo tiene la dirección del eje Y hacia valores crecientes. 23.Es posible que sobre un conductor rectilíneo por el que circula una corriente estacionaria, situado en el interior de un campo magnético uniforme no actúe ninguna fuerza. 24.Un hilo conductor, rectilíneo e indefinido, situado en el vacío sobre el eje OZ de un sistema de coordenadas cartesiano (OXYZ), transporta una corriente eléctrica de intensidad I = 2 A en el sentido positivo de dicho eje. Calcula la fuerza magnética que actuará sobre una partícula cargada, con q = 5 · 10-6 C, en el instante en que pasa por el punto (0,4,0) m con una velocidad G G v = 20 j m / s . Dato µo = 4π · 10-7 N/A2 25.Halla el momento del par de fuerzas sobre una espira circular de 20 cm de diámetro situada en un campo magnético de 0.2 T cuando circula por ella una corriente de 10 A, sabiendo que el plano de la espira forma un ángulo de 45º con la dirección del campo. 26.Un segmento horizontal de conductor de 25 cm de longitud y 20 grs. de masa por el que circula una corriente de 10 A se encuentra en equilibrio en un campo magnético uniforme, también horizontal, y perpendicular al conductor. Halla el valor de la inducción magnética. G X X X X X X B X. X. X. X. X. X. X. X. X. X. X. X. X. X. X. X. X. X. I. 27.Dos conductores perpendiculares, en el vacío, están recorridos por corrientes de 10 A. Halla la inducción magnética en el punto P de la figura, y la fuerza magnética que ejercen los G G 6 conductores sobre una carga q = 3 · 10-6 C que se mueve con velocidad v = 5·10 k m/s . ¿Cómo sería en módulo, dirección y sentido la fuerza magnética si la carga hubiera sido q = - 3 · 10-6 C Z ?. P 4 cm. 2 cm. I1 =10 A. Y I2 =10 A X 4 Probemas magnetismo. 4.

(5) Tema IV. Problemas de Magnetimo. 2º Bachillerato. 28. 29. 30. 31.. 4 Probemas magnetismo. 5.

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