Download 1º Un conductor recto de 0,2m de longitud se mueve

1ºUn conductor recto de 0,2m de longitud se mueve perpendicularmente a un campo magnético uniforme
de 1,4T de inducción, con una velocidad de 5m/s. Calcula la fuerza electromotriz inducida y la intensidad
que circularía por el conductor si los extremos se conectaran a una resistencia de
.
2ºUn
anillo conductor de resistencia
y área
es sometido a un campo magnético
perpendicular al anillo y de intensidad variable con el tiempo,
, donde
Calcula la fuerza electromotriz inducida y la potencia eléctrica disipada en un instante
.
.
3º De la polea de masa despreciable de la figura penden a lo largo de una cuerda inextensible y de masa
despreciable, una pesa de masa
y una varilla conductora ligera, de masa
y
longitud
, que está obligada a moverse sobre unos carriles sin rozamiento. La resistencia
eléctrica de la varilla es
, y la de los carriles se considera despreciable. El campo magnético
(
) que actúa sobre el circuito formado por la varilla y los carriles conductores es
perpendicular al plano del papel. Sabiendo que en el instante inicial las masas
y estaban en reposo,
se pide:
1.Analizar y dibujar las fuerzas que actúan sobre la pesa y la varilla conductora.
2.La velocidad de la varilla en función del tiempo. ¿En qué instante se hace constante la velocidad de la
varilla?
3.La aceleración del sistema en función del tiempo y la fuerza electromotriz inducida en función del
tiempo.
Figura 1. Varilla conductora y masa
4ºUn campo magnético uniforme está confinado en una región cilíndrica del espacio, de radio R = 5 cm,
siendo las líneas de campo paralelas al eje del cilindro. El campo magnético varía según la ley B = 5 + 10.
t , según unidades del S.I.. Calcular la f.e.m. inducida en un anillo conductor cuyo plano es perpendicular
a las líneas de campo, en los siguientes casos:
a) El radio del anillo es 3 cm y su centro está en el eje del cilindro.
b) El radio es 3 cm pero su centro está a 1 cm del eje.
c) El radio es 8 cm y su centro está en el eje.
d) El radio es 8 cm y su centro está a 1 cm del eje.
5º. Un solenoide de 200 vueltas y de sección circular de diámetro 8 cm está situado en un campo
magnético uniforme de valor 0,5 T cuya dirección forma un ángulo de 60º con el eje del solenoide. Si en
un tiempo de 100 ms disminuye el valor del campo magnético uniformemente a cero, determine:
a) El flujo magnético que atraviesa inicialmente el solenoide.
b) La fuerza electromotriz inducida en dicho solenoide.
6ºUna bobina de sección circular gira alrededor de uno de sus diámetros en un campo magnético
uniforme perpendicular al eje de giro. El valor máximo de la f.e.m. inducida es de 50 V cuando la
frecuencia es de 60 Hz. Determinar el valor máximo de la f.e.m. inducida si:
a) La frecuencia es 180 Hz en presencia del mismo campo magnético.
b) La frecuuencia es 120 Hz y el campo magnético es doble.
7º Se disponen coplanar y paralelos un hilo conductor rectilíneo indefinido, por el que circula una
intensidad de 2 A, y una espira conductora cuadrada de lado 10 cm y 5 ohmmios de resistencia, siendo la
distancia del hilo al centro del cuadrado 20 cm. Determinar la carga neta que circulará por la espira si la
giramos 90º respecto a un eje que pase por su centro y paralelo al hilo.
8ºSe tiene un hilo conductor por el que circula una corriente de intensidad I. Coplanar al hilo se dispone
una espira rectangular de dimensiones 2 cm x 5 cm con el lado mayor paralelo al hilo. La espira tiene una
resistencia de 0'01 ohmmios y su centro está a 10 cm del hilo. Movemos la espira con velocidad constante
de 5 m/s hasta que su centro está a 20 cm del hilo y medimos una circulación de cargas de 5.10 -8
culombios. Determinar la Intensidad que circula por el hilo y la intensidad por la espira en función del
tiempo
9ºUna vagoneta metálica de 100 kg se mueve por una vía inclinada 12º lo suficientemente larga, al final
de la cual los raíles, separados 1'5 m, se encuentran unidos por una barra conductora. Calcular la
velocidad máxima que alcanzará la vagoneta si en esa situación la resistencia eléctrica del circuito es 10
ohmmios, el coeficiente de rozamiento es 0'2 y todo el sistema está sometido a un campo magnético
vertical de valor 0'3 Teslas.
10ºUna espira conductora circular gira en un campo magnético uniforme, alrededor de un diámetro
perpendicular a la dirección del campo, con una velocidad angular de 300 r.p.m.. Determinar la
frecuencia de la corriente alterna inducida.
11ºTres hilos conductores, de resistencia despreciable, forman una U. Un cuarto conductor, de longitud
1m y resistencia 15 W se apoya sobre dos de los conductores anteriores, formando una espira rectangular.
Esta espira está dentro de un campo magnético uniforme perpendicular de 0'4 T. Determinar la fuerza
necesaria para desplazar el cuarto lado paralelamente a si mismo con una velocidad de 2 m/s.
12ºUna barra metálica de longitud L gira por un extremo dentro de un campo magnético uniforme
perpendicular al plano de giro. Explicar qué sucede. ¿ Y si girara por el centro ?.
13ºEl flujo magnético que atraviesa una espira es
t2 - 2.t , en el intervalo [0, 2], en S.I.. Representa el
flujo y la f.e.m. inducida en función del tiempo, determinando el instante en que alcanzan sus valores
absolutos máximos. Explica por qué hay un punto con f.e.m. nula.
14ºUna barra metálica de longitud se mueve en el interior de un campo magnético uniforme () con
velocidad constante , siendo perpendicular tanto al eje de la varilla como al campo magnético y de
módulo .
1.
2.
3.
Calcule la fuerza magnética sobre una carga de la varilla. ¿Hacia donde se mueven las
cargas positivas y negativas de la varilla?
La separación de carga alcanza el equilibrio cuando la fuerza eléctrica debido a dicha
separación compensa exactamente la fuerza magnética. Usando esto, halle el campo eléctrico
en el interior de la varilla.
Calcule el voltaje entre los extremos de la varilla.
4.
Calcule la f.e.m. inducida, de acuerdo con la ley de Faraday, a lo largo de una curva
formada por la varilla y un cierre por el exterior del campo magnético. Compruebe que
coincide con el voltaje calculado en el apartado anterior.
15º Espira cuadrada rotante en un campo B
Una espira cuadrada de lado , de hilo de cobre de sección gira con frecuencia en el interior de un campo
magnético uniforme de módulo . El eje de giro es perpendicular al campo magnético.
1.
2.
Determine la corriente que se induce en la espira.
Calcule la potencia instantánea disipada en la espira y la energía total disipada en un
periodo de giro.
16º Barra deslizante sobre raíles
Se tienen dos raíles paralelos, perfectamente conductores, de longitud 2L separados una distancia a, tal
como se indica en la figura. Los extremos de los raíles están conectados por sendas resistencias R1 y R2.
Sobre ellos se desliza una barra también perfectamente conductora de longitud $b$. La barra se desplaza
con velocidad constante . En el espacio entre los raíles hay aplicado un campo magnético uniforme
perpendicular al plano de los raíles, .
1.
2.
3.
Calcule la corriente que circula por la barra.
Calcule la fuerza ejercida sobre la barra por el campo magnético.
Halle la potencia disipada por efecto Joule.
17º Frenado de espira cuadrada
Una espira cuadrada de lado , hecha de un hilo de cobre de sección penetra en un campo magnético
uniforme perpendicular al plano de la espira y de módulo . La espira se mueve inicialmente con velocidad
tangente a uno de sus lados y perpendicular al campo magnético. En t = 0 la espira entra en el campo.
1.
2.
3.
4.
Calcule la corriente que se induce en la espira cuando la espira ha avanzado una distancia
y se está moviendo con velocidad .
Halle la fuerza que el campo magnético ejerce con la espira.
Si la velocidad de la espira se mantiene constante, halle la potencia disipada en la espira
por efecto Joule. ¿De dónde proviene la energía disipada?
Si se deja que la espira frene por acción del campo magnético, determine la evolución en el
tiempo de la velocidad, así como la energía total disipada por efecto Joule.
18º Barra que cae en un campo magnético
La figura representa un carril metálico superconductor por el cual puede deslizarse una varilla horizontal,
también superconductora. Esta varilla está inmersa en un campo uniforme y cae por la acción de la
gravedad.
Inicialmente se encuentra en reposo y no circula intensidad por el circuito. En este momento se suelta.
Determine la ecuación de movimiento y la posición de la varilla en función del tiempo si el circuito está
cerrado por:
1.
2.
3.
Una resistencia
Un condensador
Una autoinducción .
Estudie en cada caso el balance energético del sistema.