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Ejercicios de Magnetismo: Problemas Resueltos y Aplicaciones, Diapositivas de Física

Problemas magnetismo de ingeniería 1 de carrera fácil

Tipo: Diapositivas

2019/2020

Subido el 15/05/2020

paco_sanz
paco_sanz 🇪🇸

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Tema 2: Magnetismo
1. Una carga –q de masa m se coloca a una distancia z de un plano cargado
positivamente con una densidad de carga uniforme s. La carga se libera. Calcular
su aceleración, la velocidad con la cual incidirá en el plano y el tiempo necesario
para llegar a él.
2. Un electrón con una velocidad de 106 m/s entra en una región donde hay un
campo magnético. Encontrar la intensidad del campo magnético si el electrón
describe una trayectoria de radio 0,1 m. Encontrar también la
velocidad angular del electrón.
3. Un campo magnético B esta orientado en la dirección OY. Encontrar
el módulo y la dirección de la fuerza que experimenta una carga q,
cuya velocidad instantánea es v, para cada una de las direcciones
que se muestran en la figura.
4. Una partícula tiene una carga de 4 10-9 C. Cuando se mueve con una
velocidad v1=3 104 m/s a 45o por encima del eje Y en el plano YZ, un
campo magnético uniforme ejerce una fuerza F1 según el eje X.
Cuando la partícula se mueve con una velocidad v2=2 104 m/s según
el eje X se ejerce sobre ella una fuerza F2=4 10-5 N según el eje Y.
¿Cuáles son el módulo y la dirección del campo magnético?.
5. ¿Cuál es la velocidad de un haz de electrones cuando la influencia simultánea de
un campo eléctrico de intensidad 3,4 105 V/m y de un campo magnético de 2T
perpendicular a él y al haz, no produce desviación alguna de los electrones?. ¿Cuál
es el radio de la órbita electrónica cuando se suprime el campo eléctrico?.
6. En un espectrómetro de masas los iones son acelerados por una diferencia de
potencial V entre S y A. Posteriormente los iones entran en el campo magnético
que cubre un sector de 60º y son enviados a una emulsión fotográfica ubicada en
C. Demostrar la relación q/m=32V/(BD)2 .
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Tema 2: Magnetismo

  1. Una carga –q de masa m se coloca a una distancia z de un plano cargado positivamente con una densidad de carga uniforme s. La carga se libera. Calcular su aceleración, la velocidad con la cual incidirá en el plano y el tiempo necesario para llegar a él.
  2. Un electrón con una velocidad de 10^6 m/s entra en una región donde hay un campo magnético. Encontrar la intensidad del campo magnético si el electrón describe una trayectoria de radio 0,1 m. Encontrar también la velocidad angular del electrón.
  3. Un campo magnético B esta orientado en la dirección OY. Encontrar el módulo y la dirección de la fuerza que experimenta una carga q , cuya velocidad instantánea es v , para cada una de las direcciones que se muestran en la figura.
  4. Una partícula tiene una carga de 4 10-9^ C. Cuando se mueve con una velocidad v 1 =3 10^4 m/s a 45o^ por encima del eje Y en el plano YZ, un campo magnético uniforme ejerce una fuerza F 1 según el eje X. Cuando la partícula se mueve con una velocidad v 2 =2 10^4 m/s según el eje X se ejerce sobre ella una fuerza F 2 =4 10-5^ N según el eje Y. ¿Cuáles son el módulo y la dirección del campo magnético?.
  5. ¿Cuál es la velocidad de un haz de electrones cuando la influencia simultánea de un campo eléctrico de intensidad 3,4 10^5 V/m y de un campo magnético de 2T perpendicular a él y al haz, no produce desviación alguna de los electrones?. ¿Cuál es el radio de la órbita electrónica cuando se suprime el campo eléctrico?.
  6. En un espectrómetro de masas los iones son acelerados por una diferencia de potencial V entre S y A. Posteriormente los iones entran en el campo magnético que cubre un sector de 60º y son enviados a una emulsión fotográfica ubicada en C. Demostrar la relación q/m=32V/(BD) 2.
  1. Una partícula de masa 0,5 gr y carga 3 10-8^ C se desplaza con una velocidad constante de 5 10^4 m/s en la dirección paralela al eje X en el momento en que entra en una región comprendida entre dos placas planas y paralelas al plano XY cargadas. La placa superior tiene una densidad de carga uniforme s=+10^6 C/m^2 y la inferior s= -10^6 C/m^2. Despreciando el efecto de curvatura del campo en los extremos de las placas y considerando que entre las placas se tiene el vacío, calcular el módulo, dirección y sentido de un campo magnético supuesto constante actuando en la región comprendida entre las placas para que la carga no se desvíe al cruzar esta región. Considerar el efecto de la gravedad sobre la partícula.
  2. Determinar la fuerza que actúa sobre la porción circular del conductor de la figura si por él circula una intensidad de corriente I y el campo magnético uniforme B es perpendicular al plano que contiene al conductor. Comprobar que la fuerza sería la misma si el conductor fuera recto entre P y Q.
  3. Un conductor de 10 cm de longitud tiene una masa de 5 gr (^) y está unido a una fem por medio de conductores flexibles. Un campo B=0,5 T es horizontal y perpendicular al conductor. Hallar la corriente necesaria para hacer flotar el conductor.
  4. Dos alambres rectos y paralelos están separados por una distancia 2 a. Si por los alambres circulan corrientes iguales en sentidos opuestos, hallar el campo magnético en el plano que contiene los alambres a) en un punto equidistante a ambos, b) a una distancia a de uno y 3 a del otro. Repetir los cálculos si el sentido de la corriente es el mismo en ambos alambres.
  5. En la figura se representan frontalmente dos alambres paralelos perpendiculares al plano XY por los que circula una intensidad I pero en sentidos opuestos. a) Calcular el campo magnético en el punto P colocado a una distancia x del origen. b) ¿para qué valor de x B es máximo?. Repetid el cálculo para un punto cualquiera sobre el eje Y. Calcular la fuerza que un alambre ejerce sobre el otro.
  6. Dos alambres rectos y paralelos están separados 100 cm. Por el alambre superior circula una intensidad I 1 =6 A. Hallar la intensidad y sentido de la corriente I 2 para que el campo magnético resultante en P sea nulo. ¿Cuál será entonces en campo en Q?. ¿Y en S?
  1. Una espira cuadrada se mueve con velocidad constante v en dirección transversal a un campo magnético uniforme confinado en una región cuadrada cuyos lados tienen una longitud doble que los de la espira. Representad gráficamente la fem inducida en la espira en función de x desde x=-2l hasta x=+2l.
  2. Una espira rectangular se mueve a través de una región en la cual el campo magnético esta dado por B =(6-y, 0, 0). Encontrar la fem inducida en la espira suponiendo que a t=0 la espira está en la posición mostrada en la figura si, a) v= m/s, b) la espira parte del reposo y se mueve con una aceleración de 2 m/s 2. Repetir el ejercicio si el movimiento de la espira es paralelo al eje OZ. En ambos casos encontrar la corriente que circulará por la espira si su resistencia es de 2W.
  3. Una barra de longitud L=1,5 m se desplaza perpendicularmente a un campo magnético B=0,5 T a una velocidad v=4 m/s. Calculad la diferencia de potencial entre los extremos de la barra.

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  1. Una barra metálica de resistencia R=10kW cae sin fricción por un conductor en forma de U invertida (ver figura) de resistencia despreciable, de manera que en todo momento la barra y el conductor forman un circuito rectangular cerrado. Tras caer una cierta distancia, la barra entra en una región donde actúa un campo magnético uniforme en una dirección perpendicular al plano del circuito. a. Determinar el sentido de la corriente inducida en el circuito. b. Calcular la fuerza que el campo magnético ejerce sobre la barra. c. Determinar la velocidad final de la barra.

(Longitud de la barra: 2 m. Massa de la barra: 5 kg. Intensitat del camp magnético: B= 3T. )

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