ELECTROMAGNETISMO 2020

Vista previa del material en texto

Página 1 
FÍSICA 
SEMANA 18: ELECTROMAGNETISMO II 
FLUJO MAGNÉTICO 
01. Sobre el “flujo magnético” (ϕ) podemos afir 
mar: 
I. Es una cantidad física escalar. 
II. Representa el número de líneas de inducción 
magnética que atraviesan una región determi- 
nada. 
III. Siempre es positivo. 
IV. Se mide en tesla (T) 
A) Sólo I B) I y II C) Sólo II 
D) Todas E) Ninguno 
 
02. El flujo magnético que pasa a través de un 
lazo cuadrado de alambre de 2 m de lado es 2,25 
Wb. Calcule el campo magnético (en T) existen- 
te en dicha región, la cual es perpendicular a la 
superficie del cuadrado. 
A) 0,28 B) 0,56 C) 1,12 
D) 2,24 E) 0,14 
 
03. En un campo magnético uniforme de 100 
mT, se coloca una espira cuadrada. El plano de 
ésta forma un ángulo de 45° con la dirección del 
campo magnético. El lado del cuadrado es de 4 
cm. El flujo magnético (en µWb) que atraviesa 
el contorno es: 
A) 113,1 B) 11,3 C) 226,2 
D) 22,6 E) 56,6 
 
04. Determine el flujo magnético (en Wb) que 
atraviesa la cara ABCD del cubo de 2 m de aris- 
ta, sabiendo que existe un campo magnético ho- 
mogéneo B

= (–1,5î – 2ĵ)T. 
A) -4 
 
B) 4 
 
C) 8 
 
D) -8 
 
E) -16 
 
05. En cierta región del espacio con campo 
magnético B

= (1,2î + 0,6ĵ) T, se encuentra una 
espira que encierra un área de 500cm2. Calcule 
el flujo magnético (en mWb) a través de la 
espira, si un vector perpendicular a su plano es 
2î - ĵ+2 k̂ 
A) 30 B) 40 C) 50 
D) 60 E) 67 FINAL_2019-II 
 
06. Halle el flujo magnético que ingresa en el co- 
no. Considere h: altura, R: radio y B

= –B0 k̂ 
A) 2πB0Rh/3 
 
B) –2πB0Rh 
 
C) –πB0R2 
 
D) πB0R2 
 
E) B0(h2+R2)1/2 
 
07. ¿Cuál es el flujo magnético, en Wb, que pasa a 
través del triángulo PQR, si B = 2 T? (θ=53°) 
A) 0,50 
 
B) 0,48 
 
C) 0,60 
 
D) 0,62 
 
E) 0,70 
 
08. En una región del espacio existe un campo 
magnético constante y uniforme B

= (40î + 50
k̂ ) mT. Determine el flujo magnético (en μWb) 
a través del circulo de área 66 cm2 que se en- 
cuentra en el plano ABC de la figura. 
A) 20 
 
B) 25 
 
C) 35 
 
D) 40 
 
E) 45 CEPRE_2015-II 
 
LEY DE FARADAY 
09. Con referencia a la inducción electromagné 
tica, determine las proposiciones correctas: 
I. La fem que se induce en un circuito es direc-
tamente proporcional al flujo magnético que 
atraviesa al circuito. 
II. La ecuación de Faraday: ε = Δϕ/Δt, rela-
ciona al flujo magnético (ϕ) con la fem (ε) que 
lo produce. 
III. Si mayor es el flujo magnético (ф) a través de 
una espira entonces mayor será la fem inducida. 
A) Solo I B) solo II C) solo III 
D) todas E) ninguna CEPRE_2008-I 
 
 
 Página 2 
10. Con respecto a la ecuación: ε = N(Δϕ/Δt) 
de la ley de inducción de Faraday, señale la ver 
dad (V) o falsedad (F) de las siguientes propo- 
siciones: 
I. ε se denomina fuerza electromotriz (fem) in-
ducida y su unidad en el SI es el newton. 
II. ε es la fem inducida cuya magnitud es mayor 
si mayor es el flujo magnético que atraviesa un 
circuito. 
III. Se concluye que ε es inversamente propor-
cional al intervalo de tiempo Δt. 
A) VVV B) VVF C) FFV 
D) FVF E) FFF CEPRE_2007-II 
 
11. El flujo magnético que pasa a través de una 
espira circular aumenta a razón de 1800 Wb 
por minuto. Si la resistencia de la espira es 2 Ω, 
determine la corriente inducida en A. 
A) 900 B) 60 C) 30 
D) 15 E) 5 
 
12. El flujo magnético que pasa a través de una 
espira circular aumenta a razón de 18×1010 
maxwell/minuto. Si la intensidad de la corrien- 
te eléctrica inducida es de 15 A, determine el va- 
lor de la resistencia eléctrica (en Ω) de la espi- 
ra. (Dato: 1 Wb = 108 maxwell)
 
 
A) 0,2 B) 0,5 C) 1,0 
D) 2,0 E) 4,0 
 
13. Una espira cuadrada de lado L = 50 cm se en- 
cuentra en el plano “XY”, en una región donde el 
campo magnético es constante B

= (2î+2ĵ). Cal- 
cule la fem inducida promedio (en V) si la espi- 
ra gira 90° alrededor del eje X en 2 s. 
A) 0,25 B) 0,50 C) 0,75 
D) 1,00 E) 1,25 
 
14. A través de la espira rectangular de la figu-
ra pasa un campo magnético de 6 T, paralelo al 
eje X. Si el campo disminuye uniformemente 
hasta anularse en un intervalo de 3 s, ¿cuál es 
la fuerza electromotriz (en V) inducida en la es 
pira? 
A) 1 
 
B) 2 
 
C) 3 
 
D) 4 
 
E) 5 
UNI_2007-II 
15. La gráfica muestra la variación de flujo mag 
nético vs el tiempo, a través de 10 espiras con-
ductoras de resistencia total 150 Ω. Determine 
la potencia disipada, en kW, en las espiras. 
A) 0,3 
B) 0,5 
C) 0,6 
D) 3,0 
E) 6,0 
16. El flujo magnético a través de una espira 
conductora de resistencia R = 25 Ω varía de 
acuerdo a la ecuación ф = 10 + 10t, estando ф 
en Wb y t en segundos. ¿Cuál es la potencia (en 
W) disipada en la espira en el intervalo de 
tiempo de t = 1 s y t = 3 s? 
A) 2 B) 4 C) 5 
D) 3 E) 6 
 
17. A través de una espira de 1 m2 de área y de 
5 Ω de resistencia eléctrica actúa perpendi- 
cularmente un campo magnético que varía de 
la forma mostrada. Determine la corriente in- 
ducida en A. 
A) 90 
B) 60 
C) 30 
D) 15 
E) 10 
18. Una bobina circular de 100 espiras se encuen 
tra en un plano X-Y, que forma un ángulo de 53° 
con un campo magnético de magnitud variable, 
como se muestra en la gráfica. Determine (en V) 
la magnitud de la fem inducida en el instante t = 
0,8 s considerando que el área de cada espira es 
30 cm2. 
A) 0,09 
B) 0,12 
C) 1,20 
D) 1,90 
E) 12 
CEPRE_2017-I 
19. Si la barra conductora se desplaza con rapi-
dez constante de 1 m/s, determine la intensi-
dad, en A, que pasa por el resistor. Considere 
que la barra conductora no presenta resisten-
cia eléctrica. (L = 0,3 m) 
 
 Página 3 
A) 0,25 
 
B) 0,50 
 
C) 0,75 
 
D) 1,00 
 
E) 1,25 
 
20. Determine la rapidez, en m/s, de la barra 
conductora para que el resistor de 3 Ω pase 2 A. 
A) 20 
 
B) 25 
 
C) 15 
 
D) 10 
 
E) 23 
 
REGLAS DEL LENZ 
21. Señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las 
siguientes proposiciones: 
I. La ley de Lenz permite determinar el sentido 
de la corriente inducida en un circuito conduc-
tor cerrado. 
II. La ley de Lenz establece que la fem inducida 
en una espira conductora es tal que la corrien-
te que fluiría, si se completara el circuito, se 
opone al cambio de flujo magnético a través de 
la espira. 
III. El flujo magnético variable en el tiempo que 
atraviesa a una espira cerrada de plástico, no pro-
duce fuerza electromotriz inducida en la espira. 
A) VVV B) VVF C) VFF 
D) FVF E) FFF 
 
22. La ley de inducción electromagnética de 
Faraday-Lenz se expresa mediante la ecuación 
ε = −Δϕ/Δt. Señale la veracidad (V) o falsedad 
(F) de las siguientes proposiciones: 
I. ε es la fuerza electromotriz que da lugar a la 
variación de flujo magnético Δϕ. 
II. ∆t mide el tiempo durante el cual existe un 
campo magnético actuando sobre una espira. 
III. El signo (‒) indica que la corriente inducida 
fluye en dirección contraria al campo magnético. 
A) VVV B) VVF C) FVV 
D) FVF E) FFF 
 
23. En el esquema mostrado, indique el senti- 
do de la corriente inducida. 
A) Horario 
B) Anti-horario 
C) No existe 
D) Alterna (H y AH) 
E) No se puede determinar 
24. La figura muestra dos espiras conductoras 
planas y un alambre muy largo, que están ubi- 
cados en un mismo plano. Por el alambre circu 
la una corriente que se incrementa con el tiem- 
po. Respecto al sentido de las corrientes indu- 
cidas podemos afirmar: (CEPRE_2008-II) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A) Es horario en la espira circular y antihora- 
rio en la cuadrada. 
B) Es horario en ambas. 
C) Es antihorario en ambas. 
D) Es antihorario en la espira circular y hora-
rio en la cuadrada. 
E) No hay corrientes inducidas. 
 
25. Sobre el plano xy mostrado en la figura una 
espira circular conductora se encuentra cerca 
de un alambre conductor recto muy largo, el 
cual conduce una corriente “I”. Analice la vera-
cidad (V) o falsedad (F) de las siguientes pro- 
posiciones: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
I. Si la intensidad de corriente I se incrementa 
a medida que transcurre el tiempo, en la espiracircular se genera una corriente inducida en 
sentido antihorario. 
II. Si la intensidad de corriente I disminuye a 
medida que transcurre el tiempo, en la espira 
circular se genera una corriente inducida en 
sentido horario. 
 
 Página 4 
III. Si la intensidad de corriente I se mantiene 
constante y el alambre se desplaza con rapidez 
constante en la dirección -y, en la espira se genera 
una corriente inducida en sentido antihorario. 
A) VFV B) FVF C) VVV 
D) FFV E) VVF 
 
26. En la figura se muestra un conductor de co-
rriente muy largo. Indique verdadero (V) o fal-
so (F). 
I. Si la espira se acerca al conductor, en ella se 
induce una corriente horaria. 
II. Si la espira se aleja del conductor, en ella se 
induce una corriente antihoraria. 
III. Si la intensidad de corriente por el alambre 
mostrado es constante en el tiempo según I = 
Cte, (t en s) manteniendo en movimiento cons- 
tante a la espira paralela al conductor, se indu- 
ce una corriente en sentido antihorario. 
A) FVF 
B) FFV 
C) FFF 
D) VVV 
E) VFV 
 
27. El gráfico nos muestra un pequeño imán ale 
jándose de una espira conductora. Indique ver- 
dadero (V) o falso (F) según corresponda a ca- 
da una de las siguientes proposiciones. 
I. Para el observador la corriente inducida es de 
sentido horario. 
II. Entre la espira y el imán existe repulsión. 
III. Si el imán y la espira se mantienen en repo- 
so, el flujo magnético a través de la espira sería 
nulo. 
A) FFF 
 
B) VFV 
 
C) VFF 
 
D) FVV 
 
E) VVV 
 
28. Se muestra un pequeño imán acercándose a 
una espira conductora en un experimento de 
inducción electromagnética. Indique si las pro- 
posiciones son verdaderas (V) o falsas (F) 
según corresponda. 
I. En la espira se induce una corriente en senti- 
do antihorario para el observador. 
II. Entre el imán y la espira se da una repulsión. 
III. Luego de que el imán cruza a la espira, la 
corriente inducida cambia de sentido. 
A) VVV 
 
B) VVF 
 
C) FVF 
 
D) FVV 
 
E) FFF 
 
29. En los casos I y II, determine el sentido de la 
corriente en la resistencia r. 
 
 
 
 
 
 
 
 
I. Se abre el interruptor S después de haber 
estado cerrado varios minutos. 
II. La resistencia R disminuye mientras el inte-
rruptor permanece cerrado. 
A) De X a Y; de Y a X 
B) De Y a X; de Y a X 
C) De X a Y; de X a Y 
D) De Y a X; de X a Y 
E) De X a Y; no se induce corriente. 
 
30. En la figura, determine las proposiciones 
verdaderas (V) o falsas (F) según corresponda. 
I. Al cerrar el interruptor S, la corriente induci- 
da a través del resistor R circula de A hacia B. 
II. Solo hay corriente inducida en el resistor R 
mientras el interruptor S permanezca cerrado. 
III. Al abrir el interruptor S, no se observa co- 
rriente inducida a través del resistor R. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A) VFV B) VFF C) FVF 
D) FFV E) FFF CEPRE_2020-I 
 
 Página 5 
31. Una cinta delgada se desplaza con rapidez 
constante de 1 m/s sobre un conductor en for- 
ma de U dentro de un campo magnético unifor- 
me de magnitud de B = 1 T, tal como se mues- 
tra en la figura. Determinar la intensidad de la 
corriente inducida, en mA, y en el sentido de 
está. 
 
 
 
 
 
 
 
 
A) 30; horario B) 40; antihorario 
C) 10; horario D) 60; horario 
E) 10; antihorario 
 
32. Una barra conductora de 2,5 m de longitud 
se mueve con una velocidad constante de 3 
m/s, perpendicularmente a un campo magné-
tico de 12 T. Si se encuentra superpuesta a dos 
rieles paralelos que lo conectan a los extremos 
de una resistencia eléctrica de 15 Ω, ¿Cuál es el 
valor de la corriente inducida, en A, y cuál es su 
sentido en la resistencia eléctrica? 
A) 2, ↑ 
 
B) 2, ↓ 
 
C) 6, ↑ 
 
D) 6, ↓ 
 
E) 12, ↑ 
 
CORRIENTE ALTERNA 
33. Con relación a las siguientes proposiciones, 
¿cuáles son falsas (F) o verdaderas (V)? 
I. Un generador de corriente alterna transforma 
la energía mecánica en eléctrica y viceversa. 
II. En un generador de corriente alterna, el flujo 
magnético cambia debido a la variación del cam 
po magnético. 
III. El funcionamiento de un generador de corri-
ente alterna está basado en el fenómeno de in-
ducción electromagnética de Faraday. 
A) VVV B) VFV C) VVF 
D) FFF E) FFV 
 
34. Indique la veracidad (V) o falsedad (F) de 
las proposiciones respecto de la corriente efi- 
caz y el voltaje eficaz de la corriente alterna. 
I. La corriente eficaz se mide con un amperíme- 
tro. 
lI. El voltaje eficaz es el valor medio respecto del 
voltaje máximo. 
III. La corriente eficaz y el voltaje eficaz son los 
valores promedio de una corriente alterna. 
A) VVV B) FFF C) FVF 
D) FVV E) VFF 
 
35. Una bobina cuadrada, de 30 cm de lado y de 
100 vueltas, rota sobre una de sus diagonales 
con una rapidez angular de 40 rad/s en una re- 
gión en donde existe un campo magnético uni- 
forme de 0,5 T. Calcular la fem inducida máxi- 
ma (en V). 
A) 60 
B) 120 
C) 180 
D) 240 
E) 300 
 
36. Un generador de C.A. consiste de una bobi- 
na de 8 vueltas de alambre con A = 0,09 m2 y 
una resistencia total de 12 Ω. Si la bobina gira 
en un campo magnético B = 0,5 T a una frecuen 
cia constante de 60 Hz, calcule la FEM inducida 
máxima en V 
A) 100 B) 120 C) 136 
D) 152 E) 377 
 
37. Determine la potencia eficaz disipada a tra- 
vés de una resistencia eléctrica de 4 Ω, sabien- 
do que la corriente cambia con el tiempo como 
se muestra (en W). 
A) 200 
B) 300 
C) 400 
D) 500 
E) 600 
38. En la gráfica se muestra como cambia con el 
tiempo la intensidad de corriente eléctrica que 
circula por una resistencia de 4 Ω. Determine la 
cantidad de energía (en J) emitida por la resis- 
tencia eléctrica en 4 s 
A) 146 
B) 286 
C) 256 
D) 186 
E) 106 
 
 Página 6 
39. El generador de C.A. entrega un voltaje: ε(t) 
= 200sen(377t)V. Determine la energía disipa- 
da, en kJ, por la resistencia de 5 Ω en 10 s. 
A) 1 
 
B) 20 
 
C) 12 
 
D) 10 
 
E) 24 
 
40. En el circuito, calcule el valor de la resisten- 
cia R (en Ω) sabiendo que la potencia media de 
la resistencia de 6 Ω es 54 W. Considere ε(t)=72
2 sen(377t) en unidades del S.I. 
A) 2 
 
B) 3 
 
C) 4 
 
D) 6 
 
E) 8 CEPRE_2020-I 
 
41. Si la fuente de voltaje del circuito es de se- 
ñal alterna, determine la lectura del amperíme- 
tro ideal, en mA, y la potencia eléctrica media, 
en W, de la fuente de voltaje alterno. [R = 100 
Ω; ε = 220 2 sen(60t+0,5π)] 
A) 5; 100 
B) 200; 88 
C) 150; 88 
D) 200; 50 
E) 250; 220 
42. Del circuito mostrado, determine la lectura 
del amperímetro ideal, en A, y la potencia eléctri- 
ca media disipada por la resistencia eléctrica de 
3 Ω. Considere que todas las resistencias eléctri- 
cas están en ohmios y V=156 2 sen(377t) V. 
A) 5,2; 757,12 
B) 5,4; 349,92 
C) 5,2; 324,48 
D) 5,0; 300,00 
E) 7,2; 622,08 
 
TRANSFORMADORES 
43. Determine las proposiciones correctas: 
I. El funcionamiento de los transformadores es- 
tá basado en la ley de Lenz. 
II. Un transformador funciona con corriente con 
tinua o alterna. 
III. En un transformador elevador se cumple 
que la potencia de salida es mayor que la poten 
cia de entrada. 
A) Sólo I B) I y II C) I y III 
D) solo III E) ninguna 
 
44. Respecto de un transformador ideal, cuyo pri- 
mario tiene 1000 espiras y el secundario 800 espi- 
ras, señale verdadero (V) o falso (F) según corres- 
ponda a las siguientes proposiciones 
I. La frecuencia en el secundario es 20% menor 
que en el primario 
II. La corriente eficaz es 20% mayor en el secun 
dario respecto a la del primario 
III. Si en el primario se conecta una batería de 
12 V, la tensión en el secundario será de 9,6 V. 
IV. La potencia en el primario es igual a la poten 
cia en el secundario 
A) VVVV B) FFFF C) VVFF 
D) VFVF E) FFFV 
 
45. ¿Cuál será la tensión máxima, en V, en el tim 
bre que se coloca en la salida del transforma- 
dor? El número de espiras en la entrada y sali- 
da, son 100 vueltas y 40 vueltas respectivamen- 
te, si en la entrada se conecta una fuente cuyo 
voltaje es ε=20sen(ωt+α) 
A) 4 2 B) 4 C)8 
D) 2 E) 8 2 
 
46. Un transformador de potencia de relación 
de transformación 20 se encuentra por el lado 
de alta tensión alimentada a 3102 sen(120πt)v. 
¿Qué tensión, en V, indicará un voltímetro insta 
lado en el secundario? ( 2 = 1,41) 
A) 220 B) 200 C) 155 
D) 110 E) 75 
 
47. Considerando el transformador ideal, la ecua 
ción de la corriente en el primario está dada por 
iP = 90sen(5t). Determine la ecuación de la co- 
rriente en el secundario (N1 = 20 vueltas; N2 = 
180 vueltas) 
 
 
 
 
 Página 7 
A) 810sen(5t) 
B) 140sen(5t) 
C) 100sen(5t) 
D) 40sen(5t) 
E) 10sen(5t) 
48. La corriente eléctrica que entrega el gene- 
rador al primario del transformado ideal es de 4 
A con una frecuencia de 60 Hz. Si la potencia 
eléctrica que la resistencia eléctrica R consume 
es de 880 W con una corriente eléctrica de 2 A, 
calcule la fuerza electromotriz (en V) entregada 
por el generador y el valor de la resistencia eléc- 
trica R (en Ω). 
 
 
 
 
 
 
 
A) 220 sen(120 πt); 220 
B) 440 2 sen(120 πt); 440 
C) 220 2 sen(120 πt); 220 
D) 220 2 sen(120 πt); 220 2 
E) 440sen(120 πt); 200 2 
 
49. La resistencia electrica R = 25 Ω logra vapo- 
rizar agua a razón de 1,0 g/s. Si se sabe que está 
conectada al secundario de un transformador 
reductor cuya razón del número de espiras es 
0,4; determine la intensidad de la corriente 
eficaz (en A) en el primario (1 cal = 4,18 J; Lv = 
540 cal/g) 
A) 2,0 
B) 3,8 
C) 7,6 
D) 9,5 
E) 23,8 
CEPRE_2014-I 
50. Tony Stark construye un transformador re- 
ductor utilizando dos bobinas: una de 1000 espi 
ras y otra de 200 espiras. En su primer ensayo, 
Tony observa que la corriente alterna máxima 
en la bobina primaria es 141 mA, mientras que 
un amperímetro conectado en la bobina secun- 
daria muestra una lectura de 420 mA. ¿Qué 
eficiencia (aproximadamente) tiene el transfor- 
mador de Tony? 
A) 0,42 B) 0,60 C) 0,72 
D) 0,84 E) 0,92 CEPRE_2016-I 
PROF. LORD BYRON