Guía Magnetostática Física 2

Magnetostática
Ejercicio 1: un haz de isótopos
(masa m=8,96 x 1027 kg; carga
q=+3,2 ×1019 C) ingresa por el punto A de la figura a una región del
espacio donde existe un campo magnético de valor B = 0,1T. La energía
de cada elemento del haz es de 10 keV.
a) justifique cuál es la dirección y el sentido del campo B;
b) calcule el valor de la distancia AC. (1 keV= 1,6  10 16 J).
a)

56Fe++

AY

Z

C
X

B

b)

Ejercicio 2: una partícula de masa m =1,67x10-27 kg y carga q =1,6x10-19 C se desplaza con
una velocidad de 106 m/s describiendo una circunferencia en un plano perpendicular a un
campo de inducción magnética B. El módulo de dicho campo es de 1,75 T. Halle el valor de la
frecuencia de giro de la partícula.

+ + + + +
+v ⊗ ⊗ ⊗ ⊗
q⊗
⊗ ⊗ ⊗
⊗ ⊗ ⊗

⊗ B⊗
⊗ ⊗

   

Ejercicio 3:una carga q > 0 ingresa a la región entre las placas de
un capacitor plano. El espacio entre las placas es vacío, y en él existe
un campo magnético uniforme B, como indica la figura. Discuta
cuáles son las tres afirmaciones correctas

La carga se desviará hacia la placa positiva si |v×B | > |E|.
La carga no se desvía porque está en vacío.
La carga no se desvía si E=0.
La carga no se desvía si B=0.La carga sigue una trayectoria rectilínea si |v×B | = |E|.
Si B=0 la carga se acelera hacia la placa positiva.
Si se invierte el sentido de B la carga se desvía hacia la placa positiva.
Si se invierte el sentido de B la carga se desvía hacia la placa negativa.
El signo de q es irrelevante y que se desvíe o no, depende sólo de v, B, E.

La carga se desviará hacia la placa positiva si |v×B | > |E|.La carga sigue una trayectoria rectilínea si |v×B | = |E|.
Si se invierte el sentido de B la carga se desvía hacia la placa negativa.

Ejercicio 4: un electrón (masa m =9,1x10-31 kg y carga q =1,6x10-19 C) con energía de 2 keV
ingresa aun campo magnético uniforme de 0,1T formando un ángulo de 89° con la dirección del
campo. La trayectoria del electrón será entonces una hélice alrededor de unalínea de campo.
Halle los valores característicos de la hélice, esto es, su período, paso y radio.
(1 keV= 1,6  10 16 J).
=3,57×1010 seg,

p= 0,16mm,

r =1,5mm

Ejercicio 5: un protón (mP=1,67×10–27kg, qP=1,6×10–19 C) ingresa a una región del espacio en
la que existe un campo magnético uniforme cuyas líneas son perpendiculares a la velocidad del
protón. El protón describe una trayectoria circularde período =10–8 seg.
a) calcule la intensidad del campo B;
b) suponiendo que el protón fue acelerado desde el reposo por una diferencia de potencial de
3kV, calcule el radio de la órbita.
a) B=6,56T b) 1,2cm

Ejercicio 6: un alambre de 1m de longitud transporta una corriente de intensidad i=10A. El
alambre se halla en una región donde existe un campo
Y
magnético uniforme B=1,5T, y forma unángulo =30°
B
con la dirección del campo. Calcule la fuerza que el Z ⊙ X
i

campo ejerce sobre el alambre.
F =7,5N ez

Y
Z

⊙

D

X

⊗

⊗

⊗

⊗

⊗

⊗

⊗

⊗

⊗

⊗

⊗

⊗

⊗

GC ⊗

⊗

⊗

⊗

⊗

⊗

⊗

⊗

⊗

v= iDBt/m ex

i

i

B

⊗
⊗

Ejercicio 7: un alambre metálico de masa m desliza sin
fricción sobre dos rieles metálicos separados una distancia D.
El sistema está alojado en una región del espacio en laque
existe un campo magnético uniforme B. Entre los rieles se
establece una corriente i por medio del generador de corriente
GC que se muestra en la figura. Halle la expresión del vector
velocidad del alambre en función del tiempo sabiendo que en
t=0 el alambre está en reposo.

Ejercicio 8: el alambre de la figura, que consiste en dos tramos
rectos y semiinfinitos unidos por un tramo en formade
R
B
semicircunferencia de radio R, transporta una corriente de
intensidad i. Todo el alambre se halla sumergido en un campo
Y
i
magnético uniforme B= B0 ey). a) halle la expresión de la fuerza
que el campo externo ejerce sobre el alambre;
Z
X
b) discuta cómo cambian los resultados si el campo B invierte su
sentido;
c) discuta cómo cambian los resultados si la corriente i invierte su...