TEMA 4 CAMPO MAGNÉTICO

MARISTAS
Tema 4 Campo Magnético
TEMA 4
CAMPO MAGNÉTICO.
PROBLEMAS
1.- Por un conductor rectilíneo de gran longitud circula una corriente I = 2 A.
a) Dibuja las líneas del campo magnético creado por esta corriente. Si en las proximidades del
conductor situamos una brújula que puede orientarse libremente en cualquier dirección, ¿cómo
se orientará?
b) Situamos junto al conductor anterior una espira
rectangular rígida por la que circula una corriente I' =1 A, tal y como se indica en la figura.
Calcula la fuerza(módulo y orientación) que actúa sobre cada uno de los dos lados paralelos al
conductor.
Dato : k = 10-7 m · kg · C-2
c) ¿Qué fuerza neta actúa sobre toda la espira?
2.- a) Una partícula con carga q se mueve con velocidad vr por una región donde existe un
campo magnético Br. ¿Qué fuerza actúa sobre ella? Explica las características de esta
fuerza. ¿Para qué orientación relativa entre vr y Br es nula dicha fuerza?
b) Un electrón que viaja con velocidad v0 = 107 m/s penetra en la región sombreada de la
figura, donde existe un campo magnético uniforme. Se observa que el electrón realiza una
trayectoria semicircular de radio R = 5 cm dentro de dicha región, de forma que sale de ella
moviéndose en dirección paralela a la de incidencia, pero en sentido opuesto. Determina el
módulo, dirección y sentido del campo magnético que existe dentro de esa región.
Relación carga/masa del electrón: e/m = 1,76 · 1011 C/kg
3.- Una espira conductora cuadrada, de lado L = 20 cm, está
situada en una región donde existe un campo magnético
uniforme B = 0,2 T perpendicular al plano de la espira y, en la
figura, con sentido saliente.
a) Calcula la f.e.m. media inducida en la espira cuando ésta
rota 90º en torno a un lado en un intervalo de tiempo Δt = 0,1 s.
b) Si la espira permanece fija, pero el campo magnético se
duplica en el mismo intervalo de tiempo indicado, ¿cuál es la
f.e.m. inducida?
Razona en qué sentido tiende a circular corriente por la espira
4.- Una carga q = 30 mC penetra en una zona de campo magnético constante, cuya
intensidad es B = 0,05 T, con una velocidad de 4000 m/s que forma un ángulo de 30º
con el campo.
a) Calcular la fuerza que actúa sobre la carga. (Módulo y componentes)
b) La misma carga que antes, y con la misma velocidad, incide ahora
perpendicularmente al campo B. Calcular el campo eléctrico necesario para que la
fuerza total sobre la carga sea nula. (Módulo y componentes).
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5.- Dos hilos conductores rectilíneos, indefinidos y paralelos distan entre si 60 cm. El primer
conductor está recorrido por una corriente en sentido ascendente de 4 A.
a) Si por el segundo conductor no circula corriente, determina el campo magnético en el punto
P;
b) ¿Cuál ha de ser el valor y sentido de la corriente que debe circularpor el segundo conductor
para que el campo magnético sea nulo en el punto P?;
c) Hallar la fuerza por unidad de longitud que se ejercen entre si los hilos cuando por el
segundo conductor circula la corriente calculada en el apartado anterior. ¿Será una fuerza
atractiva o repulsiva?
μ0 = 4π·10-7 T·m/A
6.- Un electrón y una partícula alfa (carga qa = 3,2.10-19 C y masa ma = 6,68.10-27 kg)
penetran perpendicularmente en el mismo campo magnético uniforme y con la misma
velocidad.
a) Dibuje esquemáticamente las trayectorias descritas por ambas partículas y calcule la
relación entre los radios de las órbitas circulares que describen
b) Determine la relación entre sus frecuencias de rotación
Carga del electrón e- = 1,6x10-19 C
Masa del electrón me = 9,11x10-31 kg
7.- Dos hilos metálicos largos y paralelos, por los que circulan corrientes de 10 A, pasan por
dos vértices opuestos de un cuadrado de 1 m de lado situado en un plano horizontal.
Ambas corrientes discurren perpendicularmente a dicho plano y hacia arriba.
a) Dibuja un esquema en el que figuren las interacciones mutuas y el campo magnético
resultante en uno de los otros dos vértices del cuadrado.
b) Calcula los valores numéricos del campo magnético en dicho vértice y de la fuerza por
unidad de longitud ejercida sobre uno de los hilos.
Dato: μ0 = 4π·10-7 T·m/A
8.- Un solenoide de 20 W de resistencia está formado por 500 espiras circulares de 2,5
cm de diámetro. El solenoide está situado en un campo magnético uniforme de valor
0,3 T, siendo el eje del solenoide paralelo a la dirección del campo.
Si el campo magnético disminuye uniformemente hasta anularse en 0,1 s, determine:
a) El flujo inicial que atraviesa el solenoide y la fuerza electromotriz inducida.
b) La intensidad recorrida por le solenoide y la carga transportada en ese intervalo de
tiempo.
9.- Un conductor rectilíneo indefinido transporta una corriente de 10 A en el sentido
positivo del eje Z. Un protón que se mueve a 2·105 m/s, se encuentra a 50 cm del
conductor. Calcule el módulo de la fuerza ejercida sobre el protón si su velocidad:
a) Es perpendicular al conductor y está dirigida hacia él.
b) Es paralela al conductor.
c) Es perpendicular a las direcciones definidas en los apartados a) y b).
d) ¿En qué casos de los tres anteriores, el protón ve modificada su energía cinética?.
10.- Un hilo conductor, rectilíneo e indefinido, situado en el vacío sobre el eje OZ de un
sistema de referencia cartesiano (OXYZ), transporta una corriente eléctrica de
intensidad I = 2 A en el sentido positivo de dicho eje. Calcula la fuerza magnética que
actuará sobre una partícula cargada, con q = 5 C, en el instante en que pasa por el

punto (0,4, 0) m con una velocidad v = 20 j m/s.
Dato: μ0 = 4π·10-7 T·m/A
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