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 Parcial de FISICA GENERAL II Soluciones– 24 de Noviembre de 2011

1) Dos conductores muy largos A y B están situados en un plano horizontal (A a la izquierda y B a la derecha) y están separados entre sí 10,0 cm. Sabiendo que:
1) El campo magnético se anula a 5,00 cm a la derecha del punto B.
2) La fuerza por unidad de longitud con que se repelen los conductores vale 2,40×10-5 N/m.
Elmódulo del campo magnético en el punto medio de A y B vale:

a) 0
b) 3,20x10-5T
c) 1,60x10-5T
d) 4,15x10-5T
e) 6,17x10-5T
f) 4,15x10-3T

Para calcular el campo magnético en un punto a la mitad de la distancia de separación entre los conductores A y B, debo conocer las corrientes IA e IB que circulan por cada uno de ellos.
Sea Q el punto situado a 5,00 cm a la derecha del conductor B dondeel campo magnético se anula. Ese campo es debido a la superposición del creado por el conductor A y el B. Como el campo se anula por esta superposición, los campos deben tener sentidos contrarios, por lo que las corrientes IA e IB tienen sentidos opuestos.


pues rAQ= 15,0 cm y rBQ= 5,00 cm .
Fuerza entre dos conductores paralelos:

Campo magnético en punto medio entre los conductoresA y B: como las corrientes tienen sentidos contrarios, los campos creados por los conductores tienen el mismo sentido, por lo cual se suman.

) B=3,20x10-5T

2) La figura muestra un arreglo conocido como bobina de Helmholtz. Consta de dos bobinas circulares coaxiales cada uno con N vueltas y radio R, separadas por una distancia R. Conducen corrientes iguales i en la misma dirección. ¿Cuántovale el campo magnético en el punto P, situado sobre el eje de las espiras y en la mitad de la distancia que las separa?




a)
b)
c)
d)
e)
f) 0

Ejercicio 4 del repartido 7

El campo es según el eje de la espira (las componentes perpendiculares al eje, se cancelan entre sí), por tanto sólo aporta dB.cos

(1)
Hay N vueltas en cada espira, por lo que laexpresión (1) se debe multiplicar por un factor N, además son dos arreglos cuyos campos se anulan y se evalúan en z= R/2





3) Un tubo cilíndrico largo, con un radio exterior R y radio interior R/2, conduce una corriente i0 (hacia adentro del papel, como se muestra en la figura) uniformemente distribuida. Un alambre, también largo, corre paralelo al tubo a una distancia 3R de centro acentro. ¿Cuánto debe valer la corriente (magnitud y sentido) en el alambre, si el campo magnético resultante en el punto P tiene la misma magnitud, pero dirección opuesta al campo resultante en el centro del tubo?
Nota: Considerar como positivas a las corrientes entrantes al plano de la hoja. Por tanto la corriente que circula por el tubo cilíndrico vale i0.

a)
b)
c)
d)
e)
f)Sea i, la corriente que circula por el alambre. En el centro del tubo, sea Q dicho punto, el campo magnético será originado únicamente por el alambre, ya que el campo magnético creado por el tubo es nulo en el centro del mismo.
En el punto P, el campo tiene el mismo módulo que en Q, pero sentido contrario. Por tanto debe tener la dirección dada por el campo creado por el tubo, es decir dadopor la corriente i0. Además los campos creados por el alambre y el tubo deben tener sentido opuesto, siendo de mayor módulo el creado por el tubo (para que tenga sentido contrario a BQ). Para que suceda esto en el punto P, las corrientes i e i0 deben tener el mismo sentido, para crear campos de sentido contrario, por tanto ambas serán entrantes.


4) En la figura se muestra un circuitocompuesto por resistencias (R = 2,0 ) y dos rieles conductores muy largos (de resistencia despreciable) en posición vertical. Un campo magnético uniforme B atraviesa perpendicularmente el plano del mismo. La barra de la parte inferior del circuito (que tiene resistencia despreciable) tiene una masa m= 1,0×10-2kg y una longitud l= 0,50 m, y está cayendo a una velocidad v constante, al tiempo que el...