ELECTROMAGNETISMO
01 - En una región donde hay un campo
eléctrico E = 1000k V/m (vertical
ascendente) y un campo magnético B = 0,5j T
(horizontal hacia la derecha) penetra un protón perpendicularmente a
ambos campos, y se observa que no se desvía. Determinar la velocidad v0
del protón.
Solución
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02 - Un electrón de 10000 eV de energía
se mueve horizontalmente y penetra en una región donde hay un campo
eléctrico E = 10000 N/C dirigido verticalmente hacia
abajo. Hallar la magnitud, dirección y sentido del campo magnético capaz
de lograr que el elctrón conserve su movimiento en presencia de ambos
campos.
Solución
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03 - Dos hilos conductores rectilíneos y
paralelos distan 60 cm. Por el de la izquierda circula una corriente I1=
4A en sentido ascendente.¿Qué intensidad I2 y en qué sentido
deberá pasar por el conductor de la derecha para que a 20 cm a la
derecha el campo magnético total sea nulo?
Solución
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04 - En una región existe un campo de
inducción magnética B = 3i - j
+ 2k T. Calcular la fuerza que actúa sobre una
carga en movimiento q = 3.10-6 C en el instante que lleva una
velocidad v = 2i - j
m/s.
Solución
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05 - Por dos hilos rectilíneos,
indefinidos y paralelos seprados 1 m, circulan intensidades I1e
I2 respectívamente. El campo magnético en el punto medio
vale 2.10-6 T, cuando las corrientes tienen el mismo sentido
y 6.10-6 T, cuando tienen sentidos contrarios. Calcular el
valor de las intensidades I1 e I2.
Solución
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06 - Poner un ejemplo que indique que el
campo magnétco no es conservativo. Ley de Ampère.
Solución
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07 - Se lanza un electrón con velocidad
106 i m/s en una región donde hay un campo
magnético B = 0,1 k T y un campo
eléctrico E = 1,5.104 j.
Calcula
a) La fuerza debida al campo magnético. b) La velocidad a la que tendría
que moverse el electrón para no ser desviado.
Solución
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08 - Un electrón se mueve con velocidad
de (2,5,0) m/s en una zona del espacio donde hay un campo eléctrico de
(3,-2,0) N/C y un campo magnético de inducción (2,-3,4) T. Calcular la
fuerza que actúa sobre el electrón.
Solución
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09 - Enunciar la ley de Faraday-Henry y
la ley de Lenz. Explicar la forma de obtener una corriente alterna
haciendo girar una espira dentro de un campo magnético.
Solución
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10 - Un conductor de 0,2 m por el que
circula una corriente de 0,3 A forma un ángulo de 45º con un campo
magnético B = 0,5 T. Calcular:
a) Fuerza sobre el conductor.
b) Variación de la fuerza con el ángulo.
Solución
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11 - Por cada una de las dos espiras concéntricas de radios 1,6 mm y 1,2 mm de la figura circula una corriente de la misma intensidad pero de sentidos contrarios. Si el campo magnético en el centro de las espiras es B = 0,25 mT, determinar la intensidad de las corrientes y los sentidos de circulación por las espiras.
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12 - La figura representa tres hilos paralelos de longitud indefinida con una corriente de 3 A en el sentido de las flechas. Calcula el lugar o los lugares donde el campo magnético es cero.
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13 - Calcula la fuerza neta sobre la espira de la figura
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14 - ¿Cuál es el par máximo que actúa
sobre una espira rectangular de dimensiones 6 x 8 cm por la que circula
una corriente de 10 mA si está situada en una zona donde existe un campo
magnético uniforme de 10-2 T? ¿Cuál debe ser la orientación
de la espira para que el par de fuerzas sea máximo?
Solución
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15 - Una corriente I = 10 A recorre un
hilo conductor de gran longitud cerca de una espira rectangular como se
indica en la figura. Calcula:
a) El flujo del campo magnético a través de la espira.
b) La fem media y el sentido de la corriente inducida en la espira si se
interrumpe la corriente al cabo de 0,02 s
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16 - Una bobina de 200 espiras y 20 cm de
radio gira en el campo magnético terrestre a 900 r.p.m. Se induce una
f.e.m de 29 mV en el giro de 1/4 de vuelta. Determine el valor de la
componente horizontal del campo magnético terrestre en el lugar
considerado.
Solución
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17 - Una espira rectangular de lados a =
1 cm y b = 2 cm se mueve a través de una región en la cuál la intensidad
del campo magnético está dada por Bx = (6 -y), By
= 0, Bz = 0. Encontrar la fem inducida en la
espira en función del tiempo, considerando que el movimiento es paralelo
al eje y, en las siguientes situaciones:
a) Si v = 2 m/s b) Si la espira parte del reposo y tiene una aceleración
de 2 m/s2 c) Si v = 2 m/s pero la espira se desplaza
paralelamente al eje z
Solución
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18 - Se colocan dos espiras de alambre
circulares cuyos radios son R = 12 cm y r = 9 cm concéntricas en el
plano XY. Por la espira mayor circula una corriente en sentido horario
de 15 A y por la espira menor de 12 A en sentido antihorario. ¿Cuál es
el campo magnético en el centro de las espiras?
Solución
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19 - Dedución de la fórmula para calcular
la intensidad del campo magnético producido por una corriente rectilínea
de cualquier longitud y en cualquier punto.
Solución
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20 - Cuatro alambres conductores de corriente muy largos que están en el mismo plano se cruzan formando un cuadrado de 40 cm de lado como indica la figura. Hallar la magnitud y el sentido de la corriente I tal que el campo magnético en el centro del cuadrado sea cero.
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21 - Por el cable largo y recto circula una corriente de 14 A y por la espira de 5 A. Encuentre la fuerza neta ejercida por el campo magnético del cable sobre la espira.
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22 - Una carga de 37 nC está en un campo
eléctrico uniforme dirigido verticalmente hacia arriba de 5.104
N/C. Calcular el trabajo que realiza la fuerza eléctrica cuando la carga
se desplaza a) 0.45 m hacia la derecha b) 0,67 m hacia abajo.
Se establec una diferencia de potencial de 3, 75 kV entre dos placas
paralelas en el aire. a) Si el aire se vuelve eléctricamente conductor
cuando el campo excede de 3.106 V/m,
a) ¿Cuál es la mínima separación entre las placas?
b) Cuando la separación tiene el valor mínimo calculado en a), ¿cuál es
la densidad de carga superficial sobre cada paca?
Solución
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23 - Se coloca una bobina de N vueltas
alrededor de un solenoide muy largo de sección S que tiene n vueltas por
unidad de longitud. Demostrar que la inductancia mutua del sistema es μ0
n N S.
Solución
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24 - Calcular el campo magnetico sabiendo
que la espira, inicialmente con velocidad v, queda inmóvil cuando acaba
de atravesar la barrera, es decir cuando bc coincide con MM'
Datos: h = 10 cm, v = 1 mm/s, m = 0,4 kg, R = 1 Ω
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25 - Un alambre en forma semicircular
de radio R está en el el plano xy. Por él ciorcula una corriente I del
punto a al punto b.UN campo manético uniforme B = Bk está dirigido
perpendicularmente al plano de la espira. Determinar la fuerza que actúa
sobre la parte semcircular del alambre.
Solución