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• Fernando Huamani Catacora

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CURSO: FÍSICA 3

Tema 1.

Una

CAMPO MAGNÉTICO

: partícula

tiene una velocidad de v  (3i  5 j  9k )m / s dentro de un campo

magnético dado por B  (3i  20 j  5k ) T ¿Cuál es la fuerza que siente la partícula? 2. Un protón cuya energía es de 750 eV (1eV=1,6x10-19J) está circulando en un plano formando un ángulo recto con un campo magnético uniforme. El radio de la trayectoria circular es 0,8 m, calcule la magnitud del campo magnético. 3. Un protón con una velocidad

8 El cuadro rectangular de la figura adjunta puede girar alrededor del eje Z y transporta una corriente de 10 A en el sentido indicado. a) Si el cuadro se encuentra en un campo magnético uniforme de inducción 0,2 T paralelo al eje Y, calcular la fuerza ejercida sobre cada lado del cuadro y el momento necesario para mantener el cuadro en la posición indicada. b) La misma cuestión cuando el campo es paralelo al eje X. c) ¿Qué momento sería necesario aplicar al cuadro para que permaneciera en equilibrio en el caso en que éste pudiese girar alrededor de un eje que pasase por su centro, paralelamente al eje Z?

v  7, 4 x105 m / s entra en una región donde existe un campo magnético y un campo eléctrico perpendiculares entre sí. Si el campo eléctrico tiene una magnitud de 8,26x105N/C, determine la magnitud del campo magnético para que el protón se desvíe, si el protón entra perpendicularmente a los campos. 4. Un positrón (electrón cargado positivamente) con una energía cinética igual a 19,3 eV se dirige a un campo magnético uniforme B=600μT con su vector velocidad formando un ángulo de 30° con B. Halle: a) el período b) el paso de hélice c) el radio de la trayectoria helicoidal. 5. Un ciclotrón acelerador de protones opera con una frecuencia de 8MHz, y tiene un diámetro de 53 cm ¿Cuál es la máxima energía cinética de los protones? 6 a) ¿Cuál debe ser la intensidad del campo magnético en un ciclotrón de 1,524 m de diámetro si el ciclotrón acelera protones hasta una energía cinética máxima de 10,5 MeV? b) ¿a que frecuencia debe operar el oscilador del ciclotrón? c) si la frecuencia de oscilación se mantiene en el valor encontrado en el inciso b, ¿a qué valor debe modificarse la intensidad del campo magnético si el ciclotrón esta acelarando deutrones? d) Después que el ciclotrón se ajusta para acelerar deuterones, ¿Cuál es la máxima energía cinética que puede dar a los deuterones? 7 Un alambre homogéneo de 50 cm de longitud y 10 g de masa, por el que circula una intensidad de corriente I, se encuentra «sumergido» en un campo magnético de inducción B = 0,2 T (perpendicular al plano de la figura y que entra en la página). Determinar la magnitud y dirección de I para que se mantenga en equilibrio y no caiga por su peso. Facultad de Ingeniería

9. Un alambre conductor recto, delgado y largo lleva una intensidad de corriente de 3A. Calcule la magnitud del campo magnético en un punto a una distancia de 2,5m del eje del alambre. 10. Un alambre de cobre desnudo de #10 puede conducir una intensidad de corriente de 50A sin sobrecalentarse. Si se hace circular una intensidad de corriente de esta magnitud por una sección larga y recta de alambre #10.¿A que distancia del eje del alambre la magnitud del campo magnético resultante es igual a 10-3T?

11. La figura muestra una vista de las secciones transversales de cuatro alambres largos, rectos y paralelos entre sí, en los vértices de un cuadrado de lado 0.8m. Cada alambre lleva una intensidad de corriente de 18.7A en la dirección indicada en

la figura. Calcule la dirección y magnitud del campo magnético en el punto P localizado en el centro del cuadrado.

12. Un alambre infinitamente largo y recto se dobla para formar un ángulo de 90º, como se muestra en la figura. Si el alambre lleva una corriente I, ¿Cuál es la magnitud del campo magnético en el punto P de la figura?

13. Dos conductores rectos, largos y paralelos, separados por una distancia a llevan una intensidad de corriente I en la misma dirección, como se muestra en ala figura A. Determine la dirección y magnitud del campo magnético en un punto P entre los alambres, localizados a una distancia a/4 del alambre de la derecha.

corriente de 10A. ¿Cuál es la magnitud del campo magnético en el centro de la espira?

16. La figura muestra un arreglo conocido como arreglo de Helmholtz. Consta de dos bobinas circulares coaxiales cada una de N vueltas y radio R, separadas por una distancia R. Conducen intensidades de corrientes iguales I en la misma dirección, halle el campo magnético en el punto P, a medio camino entre las bobinas.

17. Un alambre largo esta doblado en al forma mostrada en la figura. Sin hacer contacto ni cruzarse el alambre en el punto P. Si el arco sustenta un ángulo de 60º y la longitud total del alambre en forma de rebana de pastel es de 35m, ¿Cuál es la dirección y magnitud del campo producido en P. si el alambre conduce una intensidad de corriente 11A?

14. Por una espira conductora de forma circular pasa una intensidad de corriente de 30A. Si el campo magnético en el centro es de 20μT, ¿Cuál debe ser el radio de la espira? 15. Con un alambre de cobre se forma una se forma una espira rectangular de 4cm por 10cm, por la espira se conduce una intensidad de

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19. Cuatro alambres rectos y largos de cobre son paralelos entre sí y están colocados en los vértices de un cuadrado de lado a. Transportan intensidades de corrientes iguales I hacia fuera de la página. Calcule la fuerza por metro que siente

cualquier alambre y la dirección de la fuerza. Suponga que I=2A y a =20cm. 20. Un cable coaxial está formado por dos conductores concéntricos de dimensiones mostradas en la figura. Hay corrientes iguales y opuestas “i” en los conductores. Encontrar los campos magnéticos para los casos: (a) r < a (b) a