• Author / Uploaded
• Yorgi Bido

Citation preview

UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA FACULTAD DE INGENIERÍA COORDINACION DEL ÁREA DE FÍSICA TALLER TERCER SEGUIMIENTO ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO 2020-I SECCIÓN DE PREGUNTAS A CONTINUACIÓ N ENCONTRARÁ UNA SERIE DE PREGUNTAS, ESCOJA LA RESPUESTA CORRECTA 1. Un neutró n penetra perpendicularmente en un campo magnético uniforme. ¿Cuá l es la trayectoria que describe?

A . Parabólica . B . Circular .C . Rectilínea . D . Helicoidal. 2. A. B. C. D.

La fuerza que actú a sobre una carga en movimiento dentro de un campo magnético es: Paralela al vector velocidad y al vector de inducció n magnética. Paralela al vector de inducció n magnética. Perpendicular al vector velocidad y paralela al de inducció n magnética. Perpendicular al plano en que está n contenidos el vector velocidad y el de inducció n magnética.

3. Un campo magnético está orientado en cierta direcció n en un plano horizontal. Un electró n se mueve en cierta direcció n en este plano. Para esta situació n, hay: A. Una direcció n posible para la fuerza magnética sobre el electró n. B. Hay dos direcciones posibles para la fuerza magnética sobre el electró n. C. Hay una infinidad de direcciones posibles para la fuerza magnética sobre el electró n. D. N.A. 4. Una partícula cargada se mueve en un campo magnético constante. Establezca si cada una de las siguientes afirmaciones relacionada con la fuerza magnética ejercida sobre la partícula es falsa o verdadera. (Suponga que el campo magnético no es paralelo ni anti paralelo a la velocidad.) A. No realiza trabajo sobre la partícula. B. Puede incrementar la velocidad de la partícula. C. Puede cambiar la velocidad de la partícula. D. Solo puede actuar sobre la partícula cuando esta se encuentra en movimiento. E. No modifica la energía cinética de la partícula. 5. A. B. C. D.

La fuerza que actú a sobre una carga en movimiento dentro de un campo magnético es: Paralela al vector velocidad y al vector de inducció n magnética. Paralela al vector de inducció n magnética. Perpendicular al vector velocidad y paralela al de inducció n magnética. Perpendicular al plano en que está n contenidos el vector velocidad y el de inducció n magnética.

6. ¿Diga cuá l de las siguientes premisas es la correcta? A. La fuerza magnética que actú a sobre una partícula cargada mó vil no siempre es perpendicular a la velocidad de la partícula. B. El momento del par que actú a sobre un imá n tiende a alinear el momento magnético en la direcció n del campo magnético. C. El período de una partícula moviéndose en círculo en un campo magnético es proporcional al radio del círculo. D. Una espira de corriente en un campo magnético uniforme no se comporta como si fuera un pequeñ o imán. 7. La F.E.M inducida en una espira es funció n de: A. Flujo que la atraviesa B. Á ngulo que forma la espira con el campo

C. Inducció n del campo magnético D. Velocidad de variació n del flujo que la atraviesa.

8. Indique cuá l de las siguientes afirmaciones es falsa: A. Se puede inducir una F.E.M en un circuito cerrado introduciéndolo en una zona del espacio donde exista un campo magnético variable. B. Se puede inducir una F.E.M en un circuito cerrado mediante el movimiento del circuito en una zona donde exista un campo magnético constante. C. Se puede Inducir una F.E.M en un circuito cerrado manteniendo está tico el circuito en una zona del espacio donde exista un campo magnético uniforme. D. Se puede inducir una F.E.M en un circuito cerrado variando el flujo que lo atraviesa. 9. Sobre inducció n electromagnética. ¿Cuá l de las siguientes aseveraciones es cierta? A. El flujo del campo magnético a través de una superficie cuando el campo magnético es uniforme es : B . S . senθ B. La f.e.m. inducida só lo existe mientras dure la variació n del flujo que la produce, y su valor es igual y del mismo signo que la velocidad de dicha variació n. C. La intensidad de la corriente inducida es proporcional a la variació n de flujo. D. La cantidad de electricidad en un circuito de resistencia R es inversamente proporcional a la variació n del flujo magnético. 10. De acuerdo con Faraday, se puede afirmar que la fuerza electromotriz inducida es igual a la variació n del flujo magnético por unidad de tiempo, de forma que: A. Si un conductor es recorrido por una corriente cuya intensidad varía 1 A en cada seg., el coeficiente de autoinducció n es numéricamente igual, en valor absoluto, al inverso de la fuerza electromotriz inducida en el conductor. B. Aplicando el principio de conservació n de la energía se puede deducir el valor de la intensidad de la corriente inducida, pero no el sentido de la misma. C. El coeficiente de autoinducció n de un solenoide depende de la geometría del mismo, del material que forma su nú cleo, pero no de las dimensiones de aquel.

UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA FACULTAD DE INGENIERÍA COORDINACION DEL ÁREA DE FÍSICA TALLER TERCER SEGUIMIENTO ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO 2020-I D. La variació n de flujo magnético en un circuito no tiene por qué ser causada por un condicionante externo, sino que puede deberse al propio circuito. 11. Segú n la ley de Lenz sobre la inducció n electromagnética: A. Un campo magnético constante nunca puede producir una fuerza electromotriz. B. La fuerza electromotriz inducida produce una corriente que crea un campo magnético que tiene siempre el mismo sentido que el campo exterior. C. Al aumentar el flujo que atraviesa un circuito, no se induce fuerza electromotriz alguna si no varía la superficie abarcada por el circuito. D. Cuando una espira se acerca a un imá n, se induce en ella una fuerza electromotriz proporcional a la velocidad con que se mueve la espira. 12. A. B. C. D. E.

¿Qué opció n presenta una situació n con la mayor frecuencia de un ciclotró n? Un electró n con velocidad v en un campo magnético con magnitud B. Un electró n con velocidad 2v en un campo magnético con magnitud B. Un electró n con velocidad v/2 en un campo magnético con magnitud B. Un electró n con velocidad 2v en un campo magnético con magnitud B/2. Un electró n con velocidad v/2 en un campo magnético con magnitud 2B.

13. Dos alambres rectos largos son paralelos entre sí. Los alambres conducen corrientes de magnitudes diferentes. Si la cantidad de corriente que circula por cada alambre se duplica, la magnitud de la fuerza entre los alambres es: A. El doble de la magnitud de la fuerza original. C. Igual a la magnitud de la fuerza original. B. Cuatro veces la magnitud de la fuerza original. D. La mitad de la magnitud de la fuerza original 14. Un un solenoide en el que los alambres está n envueltos de modo que cada bucle toca los bucles adyacentes, ¿cuá l de los siguientes hechos incrementa el campo magnético dentro del imá n?

A . Hacer más pequeño elradio de los bucles . B . Aumentar el radio delalambre . C . Aumentar el radio del solenoide . D . Disminuir elradio del alambre . E . Sumergir el solenoide en gasolina . 15. La definició n de campo magnético puede ser A. Es un campo vectorial, que ejerce una fuerza sobre una carga en movimiento, depende de la fuente y solo existe en el vacío. Es conservativo. B. Es un campo vectorial que proviene de una fuente y perturba el medio, es continuo derivable de un solo valor, ejerce una fuerza sobre cargas en movimiento y su fuerza depende de la distancia. Es no conservativo C. Es una fuerza, que proviene de una fuente, que varía de acuerdo al material, es continua, derivable y de un solo valor ademá s ejerce una fuerza sobre cargas en movimiento. Es conservativo. D. Es un campo vectorial, continuo derivable de un solo valor, proviene de una fuente, ejerce una fuerza sobre partículas en movimiento y su fuerza depende de la distancia. Es no conservativo. 16. ¿Cuá l de las siguientes acciones induce una corriente en un bucle de alambre en un campo magnético uniforme? A. Disminuir la intensidad de campo. B. Rotar el bucle alrededor de un eje paralelo al campo. C. Mover el bucle dentro del campo. D. Todas las anteriores. E. Ninguna de las anteriores. 17. Un cilindro solido conduce una corriente uniforme sobre su secció n transversal. ¿Dó nde es má xima la magnitud del campo magnético? A. En el centro de la secció n transversal del cilindro. B. En medio del cilindro. C. En la superficie. D. Ninguna de las anteriores. 18. Dos alambres rectos largos son paralelos entre sí. Los alambres conducen corrientes de magnitudes diferentes. Si la cantidad de corriente que circula por cada alambre se duplica, la magnitud de la fuerza entre los alambres es: A. El doble de la magnitud de la fuerza original. B. Cuatro veces la magnitud de la fuerza original. C. Igual a la magnitud de la fuerza original. D. La mitad de la magnitud de la fuerza original.

UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA FACULTAD DE INGENIERÍA COORDINACION DEL ÁREA DE FÍSICA TALLER TERCER SEGUIMIENTO ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO 2020-I

SECCIÓN DE EJERCICIOS. RESUELVA CADA SITUACIÓN PROPUESTO Y JUSTIFIQUE FISICAMENTE EL PROCESO PARA OBTENER SUS RESULTADOS. 1. Una partícula con una carga de +10.0 μ C se mueve a 300. m/s en la direcció n z positiva. A. Encuentre el campo magnético mínimo requerido para mantener la partícula en movimiento rectilíneo a velocidad constante si hay un campo eléctrico uniforme de magnitud 100. V /m que apunta en la direcció n y positiva. B. Encuentre el campo magnético mínimo requerido para mantener la partícula en movimiento rectilíneo a velocidad constante si hay un campo eléctrico uniforme de magnitud 100. V/m que apunta en la direcció n z positiva.

1.

Un casquete cilíndrico, de radios sentido

R y 3 R , infinitamente largo, conduce una corriente I en el

Z negativo (saliendo) y distribuida uniformemente. Otro alambre rectilíneo,

infinitamente largo, conduce una corriente

I en el sentido Z positivo (entrando), y corta el

plano XY en el punto X =6 R. Encuentre el vector campo magnético resultante en el punto X =2 R .

UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA FACULTAD DE INGENIERÍA COORDINACION DEL ÁREA DE FÍSICA TALLER TERCER SEGUIMIENTO ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO 2020-I 2.

28.0 A de corriente cd hacia y desde un instrumento. Si los alambres son de diá metro despreciable, pero está n separados 2.8 mm , ¿cuá l es el campo magnético a 10.0 cm de su Un par de alambres largos y aislados sirven para conducir punto medio, en su plano.

3.

Un casquete cilíndrico, de radios

R y 2 R , infinitamente largo, conduce una corriente

I 1 en el sentido Z positivo (entrando) y distribuido uniformemente. Otro alambre rectilíneo, infinitamente largo, conduce una corriente (saliendo), y corta el plano

I en el sentido Z negativo

XY en el punto x=4 R. Encuentre el vector campo

magnético resultante en el punto x=1.5 R .

4.

Se tienen dos largos alambres paralelos, separados una distancia d, que conducen igual

corriente I en el mismo sentido. Un alambre está en

x=0 , el otro en x=d , (ver figura) Determine B a lo largo del eje x ,

entre los alambres, como funció n de x .

5.

Dos largos alambres está n orientados de manera que son perpendiculares entre sí. En su punto má s cercano, está n separados 20.0 cm (Ver figura). ¿Cuá l es la magnitud del campo magnético en un punto a medio camino entre ellos, si el alambre superior conduce una corriente de 20.0 A y el inferior transporta 12.0 A? 6.

Protones son acelerados a partir del reposo por medio de una diferencia de potencial de ∆ V =14.0 kV . Los protones entran en un selector de velocidades que consta de un capacitor de placas paralelas en un campo magnético constante, dirigido perpendicularmente hacia el plano de la pá gina en la figura. El campo eléctrico entre las placas del capacitor es ⃗ E =4,30 ×105 V /m, dirigido a lo largo del plano de la pá gina y hacia abajo. Esta disposició n de campos eléctrico y magnético perpendiculares se denomina campos cruzados. 7.

R=0.12 m y conduce una corriente I =0.10 A . El bucle está colocado en el plano xy en un campo magnético uniforme dado por ⃗ B=– 1.5 z T , Un bucle circular de alambre tiene un radio

como ilustra la figura. Determine la direcció n y la magnitud del momento magnético del bucle

UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA FACULTAD DE INGENIERÍA COORDINACION DEL ÁREA DE FÍSICA TALLER TERCER SEGUIMIENTO ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO 2020-I y calcule su energía potencial en la posició n que se muestra. Si el bucle de alambre puede moverse libremente, ¿có mo se orienta a sí mismo a fin de minimizar su energía potencial, y cuá l es el valor de la energía potencial mínima?

8.

Dos conductores rectilíneos, de igual longitud 2a, conducen corrientes

I 1=I e I 2=2 I .El

conductor 1 es paralelo al eje x en x=a , mientras que el conductor 2 es paralelo al eje y en x = 4a (ver figura). Determinar: A. El vector campo magnético resultante en el origen del sistema de referencia. B. La fuerza magnética que la corriente 1 ejerce sobre una carga puntual que cuando pasa por el origen tiene una velocidad instantá nea ⃗ v =v 0 ^j

9.

y (ver figura), tienen corrientes I 1 de valor desconocido e I 2=6 I 0 , y en el mismo sentido y positivo. Determinar el valor de la corriente I 1 Dos corrientes rectilíneas paralelas al eje

de modo que el campo magnético resultante en el punto de coordenadas (0; L) sea igual a cero.

10. Un conductor está constituido por una espira circular de radio R y dos secciones largas y rectas, como se muestra en la figura. El alambre yace en el plano del papel y lleva una corriente I. Determine una expresió n para el vector del Campo Magnético en el centro de la espira. 11. La figura muestra un arreglo conocido como bobina de Helmholtz. Consiste en dos bobinas circulares coaxiales de radio R, cada una con N vueltas, son perpendiculares a un eje comú n. Los centros de las bobinas está n separados una distancia R. Cada bobina lleva una corriente estable I en la misma direcció n e iguales en magnitud como se muestra en la figura. Halle el campo magnético en el punto P 12. Dos alambres fijos se cruzan entre sí perpendicularmente de modo que no se tocan en realidad pero está cerca uno del otro (ver figura). En cada alambre existen corrientes iguales I en las direcciones indicadas. Encuentra en que regió n(es) habrá algunos puntos de campo magnético nulo. 13.

Dos alambres paralelos, separados por una distancia D, conducen una corriente, I, en direcciones opuestas como describe la figura. Una espira circular, de radio R = D/2, conduce la misma corriente en direcció n contraria al movimiento de las manecillas del reloj. Determine la magnitud y la direcció n del campo magnético del bucle y los alambres paralelos en el centro del bucle como una funció n de I y R.

14. Los alambres de la figura está n separados por una distancia vertical d. El punto B está a la mitad entre los dos alambres; el punto A es la distancia d/2 al alambre inferior. La distancia horizontal entre a y b es mucho mayor que d. Ambos alambres conducen la misma corriente, I. La intensidad del campo magnético en el punto a es ⃗ B (mT). ¿Cuá l es la 1

intensidad del campo magnético ⃗ Ben el punto b? 15. Considere el espectró metro de masas que se muestra esquemáticamente en la figura. El campo eléctrico entre las placas es ⃗ E N/C, y el campo magnético tanto en el selector de velocidad como en la cá mara de desviació n tiene una magnitud ⃗ BT. Calcule el radio de la trayectoria para una carga Q (C) y masa m (kg)

16. Un electró n en el punto A de la figura tiene una rapidez

v 0 en m/ s . Calcule a) la magnitud y la direcció n del campo magnético que hará que el electró n siga la trayectoria semicircular entre A y B, y b) el tiempo requerido para que el electró n se mueva por la distancia d (de A a B)

17. Teniendo en cuenta el grafico, el cual muestra las direcciones de la corriente encuentre: A. La densidad de flujo magnético sobre cada uno de los conductores. B. La fuerza por unidad de longitud que aparece sobre cada uno de los conductores.

18. Considere una corriente de intensidad I [A] a lo largo del circuito que muestra la figura, compuesto por dos porciones semicirculares, de

UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA FACULTAD DE INGENIERÍA COORDINACION DEL ÁREA DE FÍSICA TALLER TERCER SEGUIMIENTO ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO 2020-I radios R1 [m] y R2 [m], y dos rectilíneas. Encuentre la magnitud y direcció n de la fuerza magnética que ejerce sobre una carga puntual q