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Física General III – Año 2011
Guía de Trabajos Prácticos No. 7
1. Un campo magnético uniforme de magnitud 2000 G es paralelo al eje x.
Una espira cuadrada de 5 cm de lado forma un ángulo  con el eje z, como
muestra la figura. Determinar el flujo magnético a través de la espira
cuando a)  = 0, b)  = 30o, c)  = 60o y d)  = 90o
2. Un hilo conductor largo y rectilíneo transporta una
corriente I. Una espira rectangular se encuentra a una
distancia d con dos lados paralelos al hilo (ver figura). a) Calcular el flujo
magnético que atraviesa la espira rectangular. b) Evaluar la respuesta para a = 5
cm, b = 10 cm, d = 2m e I = 20 A.
3. Un campo magnético uniforme forma un ángulo de 30o con una bobina
circular de 300 vueltas y un radio de 4 cm. El campo varía a razón de 85 T/s,
permaneciendo fijo en dirección. a) Determinar el módulo de la fem inducida
en la bobina. b) Si la resistencia de la bobina es 200 , ¿cuál es la corriente
inducida?
4. Una bobina circular de 300 vueltas y un radio de 5 cm se conecta a un integrador de
corriente. La resistencia total del circuito es 20 . El plano de la bobina se orienta inicialmente
de modo que sea perpendicular al campo magnético terrestre en un punto determinado. Cuando
la bobina gira 90o, la carga que pasa a través del integrador se mide y resulta ser igual a 9.4 C.
Calcular el valor del campo magnético terrestre en ese punto.
5. Una varilla de 30 cm de longitud se mueve a 8 m/s en un plano perpendicular a un campo
magnético de 500 G. Su velocidad es perpendicular a la longitud de la varilla. Hallar a) la
fuerza magnética ejercida sobre un electrón de la varilla, b) el campo electrostático E existente
en la varilla y c) la diferencia de potencial entre sus extremos.
6. La varilla de la figura se mueve con una velocidad de 10
m/s. Si B = 0.8 T, l = 20 cm y R = 2 , hallar a) la fem
inducida en el circuito, b) la corriente en el circuito y c) la
fuerza necesaria para mover la varilla con velocidad
constante suponiendo despreciable el roce. d) Hallar la
potencia suministrada por la fuerza hallada en c) y la
producción de calor por efecto Joule I2R por unidad de
tiempo.
7. Por una bobina con una autoinducción de 8 H circula una corriente de 3 A, y ésta aumenta a
razón de 200 A/s. a) Hallar el flujo magnético que atraviesa la bobina. b) Hallar la fem inducida
en la misma.
8. Dos solenoides de radios 2 cm y 5 cm son coaxiales. Cada uno tiene
25 cm de longitud y poseen respectivamente 300 y 1000 vueltas.
Determinar su inductancia mutua.
9. Demostrar que la inductancia de un toroide de sección rectangular
como el que se indica en la figura viene dado por:
1
 0 N 2 H ln( b / a )
, donde N es el número total de vueltas, a es el radio interior, b el radio
2
exterior y H la altura del toroide.
L
10. Por un solenoide de 2000 vueltas, 4 cm2 de área y una longitud de 30 cm, circula una
corriente de 4 A. a) Calcular la energía magnética almacenada mediante la expresión ½LI2. b)
Dividir el valor obtenido en el punto a) por el volumen del solenoide para hallar la energía
magnética por unidad de volumen. c) Hallar B en el solenoide. d) Calcular la densidad de
energía magnética a partir de  m  B 2 / 2  0 y compararla con la obtenida en el punto b).
11. Una bobina rectangular de dimensiones a y b que tiene N vueltas gira sobre su eje central
con una velocidad angular  en el interior de un campo magnético B que es normal a la bobina
cuando ésta empieza a girar. a) Calcular la fem inducida en la bobina. b) Si a = 1 cm, b = 2 cm,
N = 1000 y B = 2 T, ¿con qué frecuencia deberá hacerse girar la bobina para generar una fem
cuyo máximo valor sea 110 V.
Resultados:
1. a) m = 0.5 mWb, b) m = 0.433 mWb, c) m = 0.25 mWb, d) m = 0
 Ib d  a
2. a) m = 0 ln
b) m = 5.01 x 10-7 Wb
2
d
3. a)  = 111 V, b) I = 0.555 A
4. B = 79.8 T
5. a) F = 6.4 x 10-20 N, b) E = 0.4 V/m, c) V = 0.12 V
6. a)  = 1.6 V, b) I = 0.8 A, c) F = 0.128 N, d) P = 1.28 W, e) P = 1.28 W
7. a) m = 24 Wb + (1600 H.A/s)t, b)  = -1.6 kV
8. M2,1 = 1.89 mH
10. Um = 53.6 mJ, b) Um/V = 447 J/m3, c) B = 33.5 mT, d) um = 447 J/m3.
11. a)  = NBab.sen( t), b)  = 275 rad/s
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