Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
Página 1 FÍSICA SEMANA 17: ELECTROMAGNETISMO I MAGNETISMO 01. Sobre los imanes, determine si las proposi- ciones son verdaderas (V) o falsas (F): I. Los imanes solamente pueden atraer hierro. II. La magnetita (Fe304) es el único imán natu- ral. III. Un imán en barra presentan una zona de mayor atracción magnética en las zonas extre- mas. A) VVV B) VFF C) FVF D) FFV E) FFF 02. Con referencia a los polos magnéticos de un imán, determine las proposiciones incorrectas: I. Se denomina polo norte del imán al que apun ta al norte geográfico de la tierra. II. Polos magnéticos de igual nombre se recha- zan y con nombres diferentes se atraen. III. Los polos magnéticos de un imán no pue- den ser separados. A) Todas B) I y II C) II y III D) solo I E) ninguna 03. Respecto a las siguientes proposiciones: I. A menor concentración de líneas de campo magnético, mayor será la inducción magnética. II. Las líneas de campo magnético nunca se cor- tan entre ellas. III. Las líneas de campo magnético son cerra- das Son correctas: A) II y III B) I y III C) I y II D) ninguna E) todas EXPERIENCIA DE OERSTED 04. Con referencia al experimento de Oersted indique la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. Pone en evidencia que los campos magnéti- cos son producidos por campos eléctricos. II. Toda corriente eléctrica genera un campo magnético a su alrededor. III. Permite concluir que el campo magnético producido se manifiesta perpendicular a la co- rriente eléctrica. A) VVV B) FVF C) VFV D) VVF E) FVV 05. Respecto al experimento de Oersted, señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguien- tes proposiciones: I. Pone en evidencia que las corrientes eléctri- cas son producidas por la acción de campos eléctricos sobre los conductores. II. Permite concluir que las corrientes eléctri- cas, al igual que los imanes manifiestan campo magnético. III. Comprueba que los campos magnéticos son producidos por campos eléctricos. A) VVV B) VVF C) FVV D) FVF E) FFV CEPRE_2008-II 06. Con referencia al experimento de Oersted indique el valor de verdad de las siguientes pro- posiciones: I. Pone en evidencia que los campos magnéticos son producidos por campos eléctricos. II. Comprueba que el campo magnético produci do es directamente proporcional a la intensidad de corriente eléctrica en el conductor. III. Permite concluir que el campo magnético producido tiene la misma dirección que la co- rriente eléctrica. A) VVV B) FVF C) VFV D) VVF E) FFF CEPRE_2011-I FUERZA MAGNÉTICA SOBRE UNA PARTÍCU- LA ELECTRIZADA EN MOVIMIENTO 07. Respecto a la fuerza magnética sobre una partícula cargada en movimiento, identifique la proposición incorrecta. A) La fuerza depende del ángulo entre la veloci- dad y la inducción magnética. B) La fuerza magnética es independiente de otras fuerzas. C) Si la carga está en movimiento y el campo magnético existe, no se puede anular la fuerza magnética. D) La máxima fuerza ocurre si velocidad y cam- po son perpendiculares. E) Si se cambia solo el signo de la carga la fuerza invierte su sentido. 08. Marque la alternativa en la cual la fuerza magnética (F) sobre la partícula está correcta- mente graficada. A) Solo I B) solo II C) I y III D) II y III E) I y II Página 2 09. La carga q = 2 mC, tiene una velocidad de 30î m/s , e ingresa perpendicularmente a una región donde existe un campo magnético de 500 T. La magnitud de la fuerza magnética, en N, que experimenta la carga es: A) 30 B) 60 C) 75 D) 120 E) 200 10. Se muestra una partícula electrizada con +5 mC en una región donde se ha establecido un campo magnético homogéneo. Para el instante mostrado, determine la fuerza magnética, en N, sobre la partícula. A) 0,10 B) 0,08 C) 0,16 D) 0,20 E) 0,24 11. Desde el origen del sistema cartesiano se dis para una partícula de carga q = 3,2x10-19 C con una velocidad V = 100( 3 î+ĵ) m/s; si el cam- po magnético se B = 10ĵ T. Determine la fuerza magnética (en 10-16 N) en ese instante. A) 5,54 k̂ B) 12,1 k̂ C) 12.8 k̂ D) 20,6 k̂ E) 18,62 k̂ 12. Una partícula de carga Q > 0 y velocidad V = V0 î (V0 >0) ingresa a una región donde existe un campo magnético B =B0 (ĵ+ k̂ ) (B0 > 0). En- cuentre el módulo de la fuerza magnética que actúa sobre la partícula A) 0,5QV0B0 B) QV0B0 C) 0,5 2 QV0B0 D) 2 QV0B0 E) 2QV0B0 UNI_2019-I 13. Una carga de 1 µC y 0,1 mg de masa se mueve por una trayectoria circular en el plano XY, debido a la acción de un campo magnético de 1 T en la dirección del eje Z. Determine el radio de la órbita circular, en m, si la rapidez de la partícula es de 100 m/s. A) 5 B) 10 C) 15 D) 20 E) 25 UNI_2019-II 14. Una partícula de carga q y masa m inicial- mente en reposo acelera mediante una diferen- cia de potencial de 2 000 V. A continuación in- gresa en una zona donde existe un campo mag- nético uniforme de magnitud 0,1 T y describe una trayectoria circular de radio 1 m. Calcule el cociente q/m, en 103 C/kg, para la partícula. A) 200 B) 300 C) 400 D) 500 E) 600 FINAL_2010-I 15. Una partícula electrizada con 20 nC y de 8x10-13 kg ingresa en un campo magnético uni- forme (B = 0,2π mT), formando 53° con la di- rección de la inducción magnética y con rapi- dez de 5 m/s. Si describe un movimiento heli- coidal, ¿Qué distancia, en m, paralela al campo recorre al dar una vuelta? A) 1,2 B) 1,0 C) 0,8 D) 0,9 E) 0,5 16. Una partícula de masa 0,2 mg y carga eléc- trica de -6,28 mC se mueve en una región del espacio donde hay un campo magnético unifor- me B = 50î mT. Si en cierto instante la veloci- dad de la partícula V = 5x104(0,6î + 0,8ĵ) m/s determine el paso Δx (en m) de su trayectoria helicoidal. Considerar: 2π=6,28. A) 120 B) 140 C) 160 D) 180 E) 200 CEPRE_2016-II 17. La figura muestra como un electrón atravie- sa la región del campo magnético B = 0,91 µT, determine su rapidez V (en km/s) con el que lo hace. (me = 9,1x10-31 kg) A) 60 B) 90 C) 80 D) 90 E) 120 18. La partícula de 1 g de masa, que se encuen- tra electrizada con 0,3 C; ingresa al campo mag- nético de inducción 0,5 T con una rapidez de 300 m/s. Desprecie los efectos gravitatorios. Determine θ. Página 3 A) 10° B) 30° C) 37° D) 45° E) 53° 19. Un selector de velocidad de electrones fun- ciona según el esquema que se muestra. De las partículas que ingresan a diferentes velocida- des V solo sale del selector aquellas que tienen V0. Determine la velocidad de los electrones, en km/s, a la salida del selector cuando B = 0,75 T y E = 1,5 kV/m. A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 UNI_2003-I 20. Un conjunto de iones de litio ingresan a un selector de velocidades donde la intensidad del campo magnético es de 4 mT. Se observa que solo los iones que poseen una velocidad de 1,5x106 m/s emergen del selector. Si la distan- cia entre las placas deflectoras del selector es 2 cm, determine la diferencia de potencial VC – VA (en V). A) -90 B) +90 C) -120 D) 120 E) -150 CEPRE_2020-I FUERZA MAGNÉTICA SOBRE UN CONDUCTOR CON CORRIENTE ELÉCTRICA 21. Sobre la fuerza magnética que actúa en un conductor rectilíneo por el que circula corrien- te, indique si las proposiciones son verdaderas (V) o falsas (F). I. La fuerza magnética siempre es perpendicu- lar al vector inducción magnética y al conduc- tor. II. La fuerza magnética sobre un conductor pue- de ser nula. III. El módulo de la fuerza magnética es propor- cional al seno del ángulo formado entre el vec- tor inducción magnética y el conductor A) VVF B) VFF C) FFF D) FFV E) VVV 22. Las figuras muestran un hilo conductor que transporta una corriente I dentro de un campo magnético B. Respecto de la fuerza que experi- menta el hilo, podemos afirmar: I. En (A) la fuerzaestá dirigida hacia + ĵ II. En (B) la fuerza está dirigida hacia ‒ k̂ III. En (C) la fuerza es nula. A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) I y II E) II y III 23. Calcule la corriente eléctrica (en A), que de- be fluir por un cable rectilíneo de 10 cm de lon- gitud que se encuentra en un campo magnético constante homogéneo de 1 mT para que la fuer- za máxima sea de 1 mN. A) 5 B) 8 C) 10 D) 12 E) 15 FINAL_2020-I 24. Un conductor de 2 m de longitud se encuen- tra dentro de un campo magnético homogéneo. Determine el módulo de la fuerza magnética, en N, que experimenta. A) 2,8 B) 3,2 C) 1,6 D) 2,4 E) 3,6 25. Sobre el filamento conductor mostrado ac- túa un campo uniforme B = -2 T, si la intensi- dad de corriente eléctrica que circula por el fila- mento es 3 A y λ1 = 5 m, λ2 = 10 m, λ3 = 5 m, determine la fuerza magnética (en N) produci- k̂ Página 4 da sobre dicho filamento. A) 30ĵ B) 30 C) 60ĵ D) 90ĵ E) 90 26. El cubo de la figura tiene una arista de 0,5 m y se encuentra en un campo magnético unifor- me B = 0,6î T. Si el alambre mostrado transpor- ta una corriente cuya intensidad es I = 4 A en el sentido indicado, calcule la fuerza (en N) sobre el alambre A) -1,2 k̂ B) -1,2ĵ C) 1,2ĵ-2,4 k̂ D) 1,2ĵ E) -1,2ĵ+2,4 k̂ CEPRE_2013–II 27. Una barra conductora CD, de masa 250 g, se encuentra apoyada sobre dos alambres horizon tales separados 20 cm, y este sistema se encuen tra inmerso en un campo magnético uniforme vertical B = 0,2 T; como se ilustra en la figura. Si el coeficiente de rozamiento estático entre los alambres y la barra es 0,4, halle la intensi- dad de la corriente (en A) tal que la barra se en- cuentra a punto de deslizar. (g = 10 m/s2) A) 15 B) 20 C) 25 D) 10 E) 5 28. La figura muestra una barra metálica MN de masa m = 200 g, que se encuentra apoyada so- bre dos rieles metálicos separados una distan- cia d = 50 cm, situados en el plano horizontal. Ajustando la resistencia variable R se logra que circule una corriente I. Determine la magnitud de la corriente I (en A) para que la barra metáli- ca esté a punto moverse, si el coeficiente de fric- ción estática entre la barra MN y las rieles es 0,6 y la magnitud del campo magnético BZ = 0,4 T. Considere g = 10 m/s2 y BZ perpendicular al pla no horizontal. A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 E) 6 CEPRE_2019-I 29. La barra de 30cm de longitud y 80 g de ma- sa, conduce corriente eléctrica de 1 A, tal como se muestra. Determine el ángulo θ si la barra se mantiene en reposo. (g = 10 m/s2) A) 15° B) 30° C) 45° D) 37° E) 53° 30. En la figura se representa una barra conduc- tora de masa 20 g y longitud 10 cm, suspendida por dos hilos rígidos también de material con- ductor y de masas despreciables. La barra se co- loca en un campo magnético, formando la cono- cida "balanza magnética". Si al circular una co- rriente I = 2 A, por la barra, esta se inclina for- mando un ángulo de 45° con la vertical, deter- mine la intensidad de inducción magnética en T A) 0,098 B) 0,98 C) 9,8 D) 98 E) 980 UNI_2012-II FUENTES DE CAMPO MAGNÉTICO: CONDUC- TOR INFINITO 31. Con respecto a un conducto de gran longi- tud, indicar si las proposiciones son verdaderas (V) o falsas (F) según corresponda I. En la vecindad del conductor que transporta corriente eléctrica se establece un campo mag- nético. II. La magnitud del campo magnético a una dis- k̂ k̂ ℇ B C D Página 5 tancia r de un conductor que lleva una intensi- dad de corriente eléctrica I es directamente proporcional a la distancia. III. La magnitud del campo magnético en un pun to P, que se encuentra a una distancia d del conductor, es directamente proporcional a una intensidad de corriente eléctrica I. A) VVF B) VFV C) VVV D) VFF E) FVF 32. Determine la inducción magnética (en µT) en el punto “P”. Considere cables de gran lon- gitud. A) –1 B) 40 C) –60 D) 60 E) 140 33. Calcule el vector inducción magnética (en μT) en el punto “O”. Considere cables de gran longitud. A) –70 B) 70 C) –40 D) 10 E) –10 34. Determinar el valor de la distancia “x”, en cm, para que la inducción magnética en “G” sea nula. Los conductores son de gran longitud. (I1 = 8 A; I2 = 24 A) A) 1 B) 12 C) 6 D) 9 E) 3 35. Dos conductores muy largos transportan corrientes I1 y I2 (I2 = 3I1) en los sentidos indi- cados. ¿Dónde el campo magnético es nulo? A) A 0,5d a la derecha de I1 B) A 0,5d a la izquierda de I1 C) A 0,5d a la derecha de I2 D) A 0,5d a la izquierda de I2 E) A 1,5d a la derecha de I1 36. Determine el módulo del vector inducción magnética, en µT, en el punto P. (Considere con- ductores de gran longitud) A) 6,0 B) 0,6 C) 0,5 2 D) 0,4 E) 0,4 2 37. En la figura se representa la figura transver- sal de dos cables largos, paralelos entre sí, per- pendiculares al plano x-y. Por cada conductor circula una corriente I = 12 A, pero en sentidos opuestos. Calcule el vector campo magnético en el punto P (3 3 ; 0), en 10‒7 T. A) 4ĵ B) 4î C) ‒4î D) ‒4ĵ E) 8î FINAL_2011-I 38. Halle el módulo de la inducción magnética (en 10–4 T) en el punto “A”. Si I1 = I2 = I3 = 10 A son corrientes que circulan por hilos largos y perpendiculares al plano de la hoja. A) 1 B) 2 C) 2 2 D) 5 E) 2 5 k k k k k k k k k k Página 6 39. Se muestra las secciones transversales de tres conductores muy largos. Si la inducción magnética resultante en el punto P está conte- nida en la recta L, determine I2, en A. (I1 = 2 A; I3 = 4 A). A) 2,4 B) 3,2 C) 4,8 D) 1,6 E) 1,2 FUENTES DE CAMPO MAGNÉTICO: CONDUC- TOR CIRCULAR 40. En el gráfico mostrado, el módulo de la in- ducción magnética en el centro de la espira con- ductora es de 0,6π µT. Calcule la intensidad de corriente eléctrica I en A. (R = 10 cm). A) 0,5 B) 0,6 C) 0,3 D) 0,1 E) 0,2 41. Por una espira circular de radio R circula una corriente I, generando una intensidad de campo magnético B en su centro. Si su radio se duplica y la intensidad de corriente que circula por ella es reducida a la mitad, la intensidad de campo magnético generada en centro en estas condiciones es: A) B/4 B) B/2 C) B D) 2B E) 4B FINAL_2016-I 42. Dos espiras circulares, cada una de radio π cm, se disponen en ángulo recto, una respecto a la otra con un centro común. Si las corrientes que circulan por las espiras son iguales a 3 A y 4 A, determine la magnitud del campo magnéti- co (en 10−5T) en el centro común. A) 5 B) 10 C) 15 D) 20 E) 25 43. Dos aros metálicos concéntricos de igual ra- dio R = 0,5 m, se colocan de modo que sus pla- nos forman un ángulo de 60° tal como se mues- tra. Determine el módulo de la inducción mag- nética resultante (en T) en el punto O. Conside re I1 = 30 A; I2 = 50 A; = 3 A) 30 B) 50 C) 70 D) 84 E) 90 FUENTES DE CAMPO MAGNÉTICO: SOLENOI- DE 44. Se tiene un solenoide de longitud L y de radio R, en donde L es grande en comparación de R y las espiras están muy próximas, indique la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. En cualquier punto del interior de un solenoi- de la magnitud del campo magnético se calcula por B = μonI, en donde n es el número de vueltas por unidad de longitud (N/L). II. El campo magnético en el centro es uniforme en toda la sección transversal. III. El campo magnético en los extremos y en el centro del solenoide poseen igual magnitud. A) VVV B) VFV C) FVF D) FFV E) VVF 45. Calcule aproximadamente el campo magné- tico (en mT) en un solenoide de 800 vueltas, 40 cm de longitud y 2,5 cm de radio, que transpor- ta una corriente de 2 A. (µ0 = 4πx10-7 T∙m/A) A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 FINAL_2019-I 46. La corriente que fluye por un solenoidede 25 cm de largo y de 3 cm de radio es de 8 A. Si el solenoide contiene 600 espiras, calcule apro- ximadamente, en T, el campo magnético en su centro. (µ0 = 4πx10-7T∙m/A) A) 0,024 B) 0,042 C) 0,062 D) 0,082 E) 0,092 UNI_2020-I 47. Sobre un cilindro de cartón se construye un solenoide S1 de 8 cm de longitud, el cual genera un campo magnético B1 en su centro cuando se hace circular π-1 A. Si usando el mismo alambre se construyera un solenoide de 12 cm de longi- tud, éste tendría 200 espiras más que S1, calcule B1 en mT. A) 1,0 B) 1,5 C) 2,0 D) 2,5 E) 3,0 Página 7 48. Por un solenoide de 16cm de longitud circu- la una corriente de π-1 A. Cuando se aumenta en 75 % la longitud del solenoide, el campo B en el centro es el 150 % del inicial. Considerando que el número de vueltas inicial es 260 vueltas me- nos que el final, halle el módulo de la inducción magnética B inicial (en µT). A) 600 B) 800 C) 400 D) 120 E) 150 49. Si el campo magnético en el eje de un sole- noide es de 2,5π mT cuando por el circula una corriente cuya intensidad es de 10 A. Determine el diámetro (en mm) del alambre utilizado en su construcción. A) 4,8 B) 3,2 C) 3,2π D) 1,6 E) 8,0 50. En la figura, la brújula se desvía 45° hacia el Oeste cuando se coloca en el interior del sole- noide con corriente. Si el diámetro del cable con que se construye el solenoide es de 1mm, deter- mine la intensidad de corriente eléctrica (en mA) que circula por el solenoide. Considere BTierra = 0,1 mT y µ0 = 4πx10-7 T∙m/A A) 15,7 B) 29,2 C) 45,7 D) 61,3 E) 79,6 CEPRE_2020-I PROF. LORD BYRON
Compartir