B
v B
r
- v
B
FISICA GENERAL y FISICA 2 2020 TRABAJO PRÁCTICO Nº4: CAMPO MAGNETICO de CORRIENTES – FEM
INDUCIDA Campo Magnético
1-i) Una partícula alfa(q=+2e) se desplaza en la dirección positiva x con una velocidad v=0,0050c=1,50.106m/s. Cuando se halla en el origen, calcule el campo magnético en P(x=0, y=0, z=2cm) ii) En el modelo del átomo de hidrogeno de Bohr, el electrón circula alrededor del núcleo en una trayectoria circular de radio 5,29.10-11m, con una frecuencia f de 6,60.1015Hz(rev/s). ¿Qué valor de B se produce en el centro de la órbita?
2- Un alambre homogéneo de 50 cm de longitud y 10 g de masa, por el que circula una corriente I, se encuentra inmerso en un campo magnético de inducción B=0,2 T. Determinar la magnitud y dirección de I para que se mantenga en equilibrio y no caiga por su peso.
3-i) Un electrón penetra normalmente a un campo magnético uniforme de inducción B=15.10-4 [T], con una velocidad v=2 . 106m/s. Calcular: a) la fuerza sobre el electrón, b) el radio de la órbita que describe c) el tiempo que tarda en describir dicha órbita. e=-1,6 . 10-19C, me=9,1 . 10-31 kg. ii) Calcular lo mismo del problema anterior considerando que la partícula que penetra es un protón.
4- ¿Que trayectoria sigue un electrón al penetrar en un campo magnético de forma que las direcciones de la velocidad y el campo no sean perpendiculares ni coincidan?¿y si coinciden?
4bis-Un protón disparado a lo largo del eje x tiene una velocidad v=5.106îm/s cuando pasa a través del origen de coordenadas. En esta región existe un campo eléctrico E=3000ќV/m y un campo magnético B=0,20ќT, donde î y ќ son los vectores unitarios en las direcciones x y z. Encuentre la coordenada z de la partícula cuando alcanza el eje una vez más.
5- El campo magnético en cierta región está dado por B = (4i – 11j).T. Un electrón se mueve en esa región con una velocidad v=(-- 2i + 3j –7k) m/s. ¿Cuál es la fuerza que se origina sobre el electrón.
6- Calcular: a) El flujo magnético que atraviesa el cuadro rectangular. I=2A, a=5cm, b=10cm, d=5cm. b) Determinar la velocidad de variación del flujo cuando el cuadro se desplaza hacia la derecha con una velocidad de v=3m/s en su plano en el instante en que b se encuentra a 10 cm del hilo.
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I
a
b
d
B A
φ ω
A φ B
I v
a b
x
FISICA GENERAL y FISICA 2 2020
Fuerza electromotriz inducida
7- Hacemos girar una espira cuadrada de 0,5cm de lado con una velocidad angular de ω=200rad/s en el interior de un campo magnético de B=0,8 T de inducción.
Calcular la FEM inducida en el cuadro.
8- El circuito rectangular de la figura se mueve, perpendicularmente a una línea de corriente rectilínea de I=10A, con una velocidad uniforme de v=1 m/s. Determinar la FEM en el circuito en el instante en que se encuentra a x=20cm. a=5cm, b=10cm.
9- Considere el arreglo de la figura. Suponga que R=6, L=1,2 m y que un campo magnético uniforme de B=2,5 T está dirigido hacia dentro de la página. ¿Con qué velocidad debería moverse la barra para producir una corriente de I=0,5 A en la resistencia?
R L
10- En el arreglo anterior, la barra conductora se mueve hacia la derecha a lo largo de dos rieles conductores paralelos sin fricción conectados en uno de sus extremos por un resistencia de 6 . Un campo magnético de B=2,5 T está dirigido hacia dentro del papel. Sea L = 1,2 m y desprecie la masa de la barra. Calcule: a) la fuerza aplicada requerida para mover la barra hacia la derecha con una rapidez constante de 2 m/s. b) Para el problema anterior ¿Cuál es la potencia disipada por la barra?.
11- Una barra delgada rígida conductora de longitud L está girando mecánicamente con una velocidad angular constante alrededor de un eje perpendicular a la barra y a través de su centro. Si existe un campo magnético uniforme paralelo al eje de rotación de la barra, a) demuestre que la FEM inducida entre el centro de la barra y
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v a
L
FISICA GENERAL y FISICA 2 2020 uno de sus extremos es proporcional a L2, b) evalúe la magnitud de esta fem para L
= 0,2 m, = 60 rad/s y B = 1,2 T.
12- Una barra conductora se mueve con velocidad constante v perpendicular a un alambre largo y recto que lleva una corriente I como en l figura. Demuestre que la FEM generada entre los extremos de la barra está dada por ε=μ0.v.I
2 .π.r L
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