19-electromagnestismo II

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58 ANUAL EGRESADOS
ELECTROMAGNETISMO II
TEMA
19
FUERZA MAGNÉTICA 
La desviación de la partícula electrizada se debe a la 
fuerza magnética que actúa sobre ella, cuando ésta 
ingresa al campo magnético producido por el imán.
◊	 FUERZA	 MAGNÉTICA	 SOBRE	 UNA	 PARTÍCULA	
ELECTRIZADA	MÓVIL	(FUERZA	DE	LORENTZ)	
La fuerza magnética que actúa sobre una partícula 
electrizada móvil se debe a que el cuerpo electrizado 
en movimiento está asociado a un campo magnético, el 
cual, al interactuar con el campo magnético exterior se 
manifiesta en la partícula una fuerza magnética.
Regla de la palma de la mano izquierda para una 
partícula electrizada positivamente.
Si el cuerpo posee carga negativa, la dirección de la 
fuerza magnética se invierte.
Bexterna : inducción magnética externa
V : rapidez del cuerpo electrizado
q : cantidad de carga eléctrica del cuerpo
qBV
La Fm, es siempre perpendicular a la velocidad, por lo 
tanto esta fuerza no realiza trabajo mecánico.
WFm = 0
Conclusión: Toda partícula electrizada que se desplaza 
de forma no paralela por un campo magnético ajeno al 
suyo, ( )externoB experimenta una fuerza magnética.
qB

: Campo asociado al portador de carga en movimiento
Cuando una partícula electrizada ingresa 
perpendicularmente a las líneas de inducción 
magnética homogénea, ésta realiza un movimiento 
circunferencial.
FÍSICA
 
59 ANUAL EGRESADOS
◊	 FUERZA	 MAGNÉTICA	 SOBRE	 UN	 CONDUCTOR	
RECTO	(FUERZA	DE	AMPERE)	
Por un conductor donde se mueve portadores de 
carga eléctrica (corriente eléctrica) actuará una fuerza 
resultante para un tramo “L”.
I: intensidad de corriente eléctrica que circula.
L: longitud de conductor.
Bex: intensidad de la inducción magnética externa.
q IB
◊	 FLUJO	 MAGNÉTICO	 -	 INDUCCIÓN	
ELECTROMAGNÉTIC	
Ahora sabemos que una corriente eléctrica o un cuerpo 
electrizado en movimiento tiene asociado un campo 
magnético, pero la relación mutua del magnetismo y la 
electricidad no se detiene ahí. 
FLUJO MAGNÉTICO 
Es una magnitud física escalar que se define como 
el número de líneas de inducción que atraviezan 
perpendicularmente a una superficie plana.
¡La unidad de medida del flujo 
magnético es el Weber (Wb)!
∅M = B.A.
B: inducción magnética homogénea
A: área de la superficie atravesada.
f = b.A.Cosq
UNIDAD
b = Tesla (T)
A = 
f = Weber (Wb)
N = Normal a la superficie
EJERCICIOS RESUELTOS
1. Tres partículas eléctricas ingresan perpendicularmente 
a la región de un campo magnético uniforme de 
inducción magnética y describen las trayectorias 
mostradas en la figura. Indique la verdad (V) o falsedad 
(F) de las siguientes proposiciones:
FÍSICA
60 ANUAL EGRESADOS
I. La partícula M es positiva.
II. La partícula P es eléctricamente neutra.
III. La partícula N es negativa.
◊	 SOLUCIÓN:
De acuerdo a la regla de la palma de la mano 
derecha, FVF.
 Rpta.: FVF
2. Un cubo de arista 1 m se encuentra situado en un 
lugar donde existe un campo magnético uniforme 
de 0,5 T, según el dibujo. Sobre el cubo se coloca un 
alambre abcd a través del cual circula una corriente 
eléctrica de 2 A de intensidad. La magnitud de la 
fuerza magnética que actúa sobre el tramo bc es:
◊	 SOLUCIÓN:
Sabemos: F = BIL SEN 45°
donde: F = (0,5)(2)
F = 1,0 N
 Rpta.: 1,0 N
3. Las líneas de inducción de un campo magnético 
de magnitud B = 0,25 T atraviesan una bobina de 
10 espiras cuadradas de 20 cm de lado. Determine 
el flujo magnético máximo que lograría concatenar 
la bobina.
◊	 SOLUCIÓN:
B = 0,25 T 
A = L2 = (0,2 m) = 0,04 m2
N = 10 espiras
Luego
Fmáx = NBACos0° = (10)(0,25)(0,04)(1) = 0,1 Wb
 Rpta.: 0,1 Wb
PRÁCTICA DIRIGIDA
1. Tres partículas electrizadas 1, 2 y 3 ingresan en un 
campo magnético uniforme. Indique el signo de cada 
partícula, si se muestran las trayectorias que siguen. 
Despreciar efectos gravitatorios.
A) +, -, neutro 
B) -, neutro, +
C) +, neutro, - 
D) neutro, +, -
2. Una partícula de masa “m” y carga “q” ingresa 
perpendicularmente en una región donde existe un 
campo magnético uniforme B. Desprecie los aspectos 
de la gravedad. Podemos afirmar que:
A) Su energía cinética aumenta
B) Su energía cinética disminuye
C) La fuerza magnética sobre “q” realiza trabajo
D) Su energía cinética no varía
3. Determinar el valor de la fuerza magnética que 
soporta la carga de 6C al ingresar a un campo 
magnético uniforme cuyo valor es 2.10-4T, la 
velocidad de la carga es de 105m/s.
A) 36N 
B) 72N 
C) 48N
D) 64N
FÍSICA
 
61 ANUAL EGRESADOS
4. Dos partículas electrizadas A y B, ingresan 
perpendicularmente a una región magnética de 
intensidad constante, con igual rapidez. Calcule la 
relación entre sus radios de trayectoria (RA/RB), si 
se sabe que, mA = 3mB y QA = 0,5QB. 
A) 2 
B) 3 
C) 6
D) 1/2
5. Una carga eléctrica q = 10-6C ingresa a un campo 
magnético uniforme B = 0,5T de modo que forma un 
ángulo “a” con las líneas de campo, actuando sobre 
dicha carga una fuerza de 30N. Determinar el ángulo 
“a”, si la rapidez de dicha carga es de 108m/s. 
A) 37° 
B) 53° 
C) 60°
D) 45°
6. Una partícula de masa 4.10-3g y de carga eléctrica 
+2.10-7C es lanzarla en dirección horizontal con una 
velocidad de 100m/s tal como se indica. Determinar 
el campo magnético (uniforme) para que la fuerza 
magnética equilibre el peso de la partícula. (g = 10m/s2).
A) 1T 
B) 2T
C) 2,5T
D) 3T
7. Entre las placas de un capacitor de placas paralelas se 
aplica un campo magnético uniforme perpendicular 
al campo eléctrico Una carga puntual “q” ingresa en 
dirección perpendicular a ambos campos como se 
indica en la figura. Para que esta carga se mueva en 
línea recta entre las placas del capacitor, la relación 
entre V, E y B debe ser:
A) EB = V 
B) E = B/V 
C) V = E2B
D) E = BV
8. Se muestra una espira cuadrada de lado 0,4m en el 
interior de un campo magnético uniforme de inducción 
B= 0,1T. Calcular el valor del flujo magnético sobre 
dicha espira. El vector inducción forma un ángulo de 
53° con el plano que contiene la espira.
A) 64mWb 
B) 12,8mWb 
C) 128mWb
D) 0,64mWb
9. Determine el flujo magnético a través de la espira 
cuadrada de 50cm de lado, que se encuentra en 
un campo magnético homogéneo cuya inducción 
magnética tiene un valor de 40mT.
A) - 0,02Wb 
B) - 0,03Wb
C) +0,2Wb
D) - 0,01Wb
10. Determine el flujo magnético total a través de la 
esfera de radio “R”.
A) +BR2
B) -BR2 
C) Cero
D) 2BR
FÍSICA
 
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11. Consideremos una superficie plana de área 80 cm2 
la cual se sitúa en la región de campo magnético 
uniforme de magnitud 0,5T. Con relación al flujo 
magnético a través de la superficie del plano, indique 
la verdad (V) o falsedad (F) de las proposiciones: 
I. Si la superficie plana se sitúa perpendicularmente a 
las líneas de inducción, entonces el flujo magnético 
es 4 mWb. 
II. Si la superficie forma un ángulo de 45° con las lí-
neas de inducción entonces el flujo magnético es 
igual a 2 mWb. 
III. Si la superficie forma un ángulo de 60° con las lí-
neas de inducción entonces el flujo magnético es 
igual a 2 mWb. 
A) VVF 
B) VFV 
C) VFF 
D) VVV
12. ¿En cuánto cambia el flujo magnético cuando el 
plano gira 90° en sentido contrario?
A) + 8mWb 
B) +4mWb 
C) -6mWb
D) -1mWb
13. Determina el flujo magnético a través de la superficie 
plana cuya área es 0,2m2 y B = 0,5T
A) +60mWb 
B) - 60mWb 
C) +80mWb
D) -80mWb
14. Determine el flujo magnético sobre la espira inclinada 
debido al campo magnético uniforme. (B = 200T).
A) 12Wb 
B) 18Wb 
C) 27Wb
D) 60Wb
15. Determine el flujo magnético que ingresa a la 
superficie lateral del cono regular de radio 20cm.
A) 2p Wb 
B) -0,2p Wb
C) -0,02p Wb
D) 0,3p Wb