Magnetismo

8 MAGNETISMO 1. Halla la fuerza magnética que actúa sobre un protón que se mueve con una velocidad de 4·10 m/s en el sentido positivo del eje X, en el interior de un campo magnético de 2 T dirigido en el sentido positivo de las z. (Dato: q(p) = 1,6·10 C). −12  j Sol: F =−1,28⋅10  N 2. Indica la dirección inicial de la desviación de las partículas cargadas cuando entran en los campos magnéticosque se muestran en la figura.  Bent  Barriba  Bder
-19 6

5. Por el segmento de conductor de la figura circula una corriente I = 2 A desde P hasta Q. Existe un campo  k magnético B=1  T . Halla la fuerza total sobre el conductor y demuestra que es la misma que si todo el conductor fuese un segmento recto desde P hasta Q. −2  i j Sol: F = 8  −6  ⋅10 N Z

Y Q P C
∣PC∣=3 cm ∣CQ∣=4 cmX

6. El conductor AC de la figura forma parte de un circuito, pudiéndose deslizar sobre dos rieles metálicos verticales. ¿Cuál debe ser el valor del campo magnético uniforme, perpendicular al plano de la figura, si debe producir una fuerza

A

C

que compense la de la gravedad cuando la corriente por el conductor es de 10  Ba 45 A? ¿Cuál debe ser el sentido del campo magnético?  Bsal  Bder La longitud del conductor es 10 cm y su masa 20 g. Sol: B = 0,196 T hacia fuera del papel. 7. Se dobla de forma arbitraria un conductor y por él se hace circular una  corriente I en el interior de un campo magnético B uniforme y perpendicular al plano de la corriente. Demuestra que la fuerza total sobre la parte del L×  L conductor que va desde un punto a a otro b es vev F=I  B siendo el vector que va desde a hasta b. 8. Una tira de cobre de 2 cm de ancho y 1 mm de Y  B  E  V
+
o

Carga negativa saliendo

Carga positiva entrando

Sol: a) Hacia arriba; b) Perpendicularmente al papel, sentido hacia fuera; c) No se desvía; d) Perpendicularmente al papel, sentido hacia dentro; e) No se desvía; f) Hacia abajo. 3. Un haz de electrones se lanza entre las armaduras de uncondensador cargado a potencial V. Entre las armaduras existe un campo magnético uniforme, perpendicular al campo eléctrico. Sabiendo que las armaduras están separadas una distancia d, calcula la velocidad de los electrones que no se desvían al pasar por el condensador. Sol: v=V/Bd 4. Un conductor largo, paralelo al eje X, lleva una corriente de 10 A en el sentido positivo de las X. Existe un campomagnético uniforme de valor 2 T en la dirección y sentido del eje Y. Halla la fuerza por unidad de longitud que actúa sobre el conductor.  Sol: 20 k N/m

espesor se coloca en un campo magnético B = 1,5 T como se representa en la figura. ¿Cuál es la diferencia de potencial Hall si se hace circular una X corriente de 200 A por ella, suponiendo que hay un electrón libre por átomo?
3

 B
2 cm 1mm I

VH

-

(La densidad del Cu es ρCu = 8,71 g/cm y su masa atómica relativa 63,54 g/mol) Dato: Constante de Avogadro: 6,02·10 Sol: 23 µV 9. Una tira de germanio dopado con 5·10
22 23

at/mol.

átomos de antimonio/m

3

a la

temperatura de 300 K tiene 2 cm de ancho y 1 mm de espesor, estando situado en un campo magnético de 1,5 T como en el ejercicio 8. ¿Cuál es la diferenciade potencial Hall si se hace circular una corriente de 100 mA por

ella? ¿Y si se trata de silicio a 300 K dopado con 2·10 Sol: 18,7 mV; 4,7 V

20

átomos de galio/m ?

3

15. Sea la espira rectangular de la figura de lados a y b, recorrida por una corriente de intensidad I en el sentido indicado, situada en el interior de un campo magnético no a  uniforme de valor B=B0 x k . Calculala fuerza que aparece sobre los lados 1 y 2.  i F j Sol: F 1=IB0 b   2=IB0 aln2− 

Y
1 b

I

2

10. El efecto Hall puede utilizarse para medir el número de electrones de conducción por unidad de volumen n para una muestra desconocida. La muestra tiene 15 mm de espesor, y cuando se coloca en un campo magnético de 1,8 T produce un voltaje Hall de 0,122 µV mientras lleva una...