Facultad de Ingeniería

CURSO: FÍSICA 3

Tema :

1. Una partícula tiene una velocidad de

(3 5 9 ) /v i j k m s dentro de un campo

magnético dado por (3 20 5 )B i j k T

¿Cuál es la fuerza que siente la partícula?

2. Un protón cuya energía es de 750 eV

(1eV=1,6x10-19

J) está circulando en un plano

formando un ángulo recto con un campo

magnético uniforme. El radio de la trayectoria

circular es 0,8 m, calcule la magnitud del campo

magnético.

3. Un protón con una velocidad 57,4 10 /v x m s entra en una región donde

existe un campo magnético y un campo eléctrico

perpendiculares entre sí. Si el campo eléctrico

tiene una magnitud de 8,26x105N/C, determine la

magnitud del campo magnético para que el protón

se desvíe, si el protón entra perpendicularmente a

los campos.

4. Un positrón (electrón cargado positivamente)

con una energía cinética igual a 19,3 eV se dirige

a un campo magnético uniforme B=600μT con su

vector velocidad formando un ángulo de 30° con

B. Halle: a) el período b) el paso de hélice c) el

radio de la trayectoria helicoidal.

5. Un ciclotrón acelerador de protones opera con

una frecuencia de 8MHz, y tiene un diámetro de

53 cm ¿Cuál es la máxima energía cinética de los

protones?

6 a) ¿Cuál debe ser la intensidad del campo

magnético en un ciclotrón de 1,524 m de diámetro

si el ciclotrón acelera protones hasta una energía

cinética máxima de 10,5 MeV? b) ¿a que

frecuencia debe operar el oscilador del ciclotrón?

c) si la frecuencia de oscilación se mantiene en el

valor encontrado en el inciso b, ¿a qué valor debe

modificarse la intensidad del campo magnético si

el ciclotrón esta acelarando deutrones? d) Después

que el ciclotrón se ajusta para acelerar deuterones,

¿Cuál es la máxima energía cinética que puede dar

a los deuterones?

7 Un alambre homogéneo de 50 cm de longitud y

10 g de masa, por el que circula una intensidad de

corriente I, se encuentra «sumergido» en un

campo magnético de inducción B = 0,2 T

(perpendicular al plano de la figura y que entra en

la página). Determinar la magnitud y dirección de

I para que se mantenga en equilibrio y no caiga

por su peso.

8 El cuadro rectangular de la figura adjunta puede

girar alrededor del eje Z y transporta una corriente

de 10 A en el sentido indicado. a) Si el cuadro se

encuentra en un campo magnético uniforme de

inducción 0,2 T paralelo al eje Y, calcular la

fuerza ejercida sobre cada lado del cuadro y el

momento necesario para mantener el cuadro en la

posición indicada. b) La misma cuestión cuando el

campo es paralelo al eje X.

c) ¿Qué momento sería necesario aplicar al cuadro

para que permaneciera en equilibrio en el caso en

que éste pudiese girar alrededor de un eje que

pasase por su centro, paralelamente al eje Z?

9. Un alambre conductor recto, delgado y largo

lleva una intensidad de corriente de 3A. Calcule la

magnitud del campo magnético en un punto a una

distancia de 2,5m del eje del alambre.

10. Un alambre de cobre desnudo de #10 puede

conducir una intensidad de corriente de 50A sin

sobrecalentarse. Si se hace circular una intensidad

de corriente de esta magnitud por una sección

larga y recta de alambre #10.¿A que distancia del

eje del alambre la magnitud del campo magnético

resultante es igual a 10-3

T?

11. La figura muestra una vista de las secciones

transversales de cuatro alambres largos, rectos y

paralelos entre sí, en los vértices de un cuadrado

de lado 0.8m. Cada alambre lleva una intensidad

de corriente de 18.7A en la dirección indicada en

CAMPO MAGNÉTICO

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la figura. Calcule la dirección y magnitud del

campo magnético en el punto P localizado en el

centro del cuadrado.

12. Un alambre infinitamente largo y recto se

dobla para formar un ángulo de 90º, como se

muestra en la figura. Si el alambre lleva una

corriente I, ¿Cuál es la magnitud del campo

magnético en el punto P de la figura?

13. Dos conductores rectos, largos y paralelos,

separados por una distancia a llevan una

intensidad de corriente I en la misma dirección,

como se muestra en ala figura A. Determine la

dirección y magnitud del campo magnético en un

punto P entre los alambres, localizados a una

distancia a/4 del alambre de la derecha.

14. Por una espira conductora de forma circular

pasa una intensidad de corriente de 30A. Si el

campo magnético en el centro es de 20μT, ¿Cuál

debe ser el radio de la espira?

15. Con un alambre de cobre se forma una se

forma una espira rectangular de 4cm por 10cm,

por la espira se conduce una intensidad de

corriente de 10A. ¿Cuál es la magnitud del campo

magnético en el centro de la espira?

16. La figura muestra un arreglo conocido como

arreglo de Helmholtz. Consta de dos bobinas

circulares coaxiales cada una de N vueltas y radio

R, separadas por una distancia R. Conducen

intensidades de corrientes iguales I en la misma

dirección, halle el campo magnético en el punto P,

a medio camino entre las bobinas.

17. Un alambre largo esta doblado en al forma

mostrada en la figura. Sin hacer contacto ni

cruzarse el alambre en el punto P. Si el arco

sustenta un ángulo de 60º y la longitud total del

alambre en forma de rebana de pastel es de 35m,

¿Cuál es la dirección y magnitud del campo

producido en P. si el alambre conduce una

intensidad de corriente 11A?

19. Cuatro alambres rectos y largos de cobre son

paralelos entre sí y están colocados en los vértices

de un cuadrado de lado a. Transportan

intensidades de corrientes iguales I hacia fuera de

la página. Calcule la fuerza por metro que siente

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cualquier alambre y la dirección de la fuerza.

Suponga que I=2A y a =20cm.

20. Un cable coaxial está formado por dos

conductores concéntricos de dimensiones

mostradas en la figura. Hay corrientes iguales y

opuestas “i” en los conductores. Encontrar los

campos magnéticos para los casos:

(a) r < a (b) a <r <b (c) b < r <c (d) r > c

21. Un estudiante fabrica un electroimán con una

bobina delgada de largo 4.8cm por donde circula

una intensidad de corriente de 11.5A. ¿Cuántas

vueltas deberá tener la bobina para producir un

campo magnético de 6.3mT en el centro?

22. Un campo magnético de 3,9cmT se produce

en el centro de solenoide cuyas espiras circulares

se han enrollado estrechamente sobre una longitud

de 50cm, que lleva una intensidad de corriente de

2A ¿Cuántas vueltas de alambre tiene el

solenoide?

23. Se usa un soleniode largo para generar un

campo magnético de 5mT. Si el de3vanado del

solenoide tiene 3200vueltas/metro, ¿qué

intensidad de corriente se requiere?

24. Un solenoide de 95cm de largo tiene un

devanado de 1200vueltas uniformemente

distribuidas. ¿Qué intensidad de corriente requiere

en el devanado para producir un campo magnético

de magnitud 17x10-4

T en el centro de del

solenoide?

25. Un tubo de 40cm de longitud tiene devanadas

sobre él dos bobinas uniformes, una encima de la

otra. Una bobina está enrollada en un sentido y

tiene 800 vueltas, mientras que la otra tiene

300vueltas y está enrollada en el otro sentido.

Como se muestra en la figura. Encuéntrese el B

dentro del solenoide cuando la intensidad de

corriente es de 2A en cada una de las bobinas.

26. Considere una bobina toroidal con radio

interno 0.5m y radio externo 1.2m. si el toroide

tiene 900 vueltas de un alambre de gran diámetro,

el cual transporta una intensidad de corriente de

14A, encuentre la intensidad de campo magnético

a lo largo de:

a) el radio interno del toroide

b) el radio externo del toroide.

27. Un solenoide de 9,56cm de largo tiene un

radio 1.9cm, un devanado de 230 vueltas de un

alambre delgado que lleva una intensidad de

corriente de 67,5A. ¿Cuál es la magnitud del

campo magnético en el centro del solenoide? Para

el mismo número de vueltas por unidad de

longitud, ¿Cuál es el valor del B que resultaría

para la longitud cuanto tiende al infinito?

28. Un toroide de 15cm de radio interno y cuya

sección transversal es de 5x5cm, tiene 500 vueltas

de un alambre que transporta una corriente de

0,8A a) ¿Cuál es el B en el centro de este toriode

(esto es, para un radio de 17,5cm)? b) ¿Cuál es el

flujo magnético a través de su sección transversal?

29.Dos conductores rectilíneos paralelos idénticos

de longitud igual a 1m cada uno se suspenden en

el vacío horizontalmente con una separación de

1m. Si la corriente en cada conductor es de 100 A.

¿Cuál es el módulo de la fuerza de repulsión entre

los conductores?