ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL INSTITUTO DE CIENCIAS FÍSICAS

III TÉRMINO 2010-2011 FÍSICA C

LECCIÓN # 8 Nombre: ___________________________________________ PREGUNTA 1 (10 PUNTOS) Una varilla conductora de longitud l está situada cerca de un alambre recto y largo, que lleva una corriente i, como se muestra en la figura. Si la varilla se impulsa a una velocidad v en la dirección de la corriente, calculen en función de a, l, α, v e i, la fem desarrollada entre los extremos de la varilla.

PREGUNTA 2 (12 PUNTOS) Un lazo rectangular de alambre de las dimensiones indicadas en la figura tiene resistencia R y se encuentra en el plano xy. El lazo se encuentra en una región en la que existe un campo magnético espacialmente uniforme pero que varía en el tiempo de acuerdo a la expresión B = B0[1 − (t2/t0

2)]z, donde B0 y t0 son valores constantes. Un gráfico de B en función de t se da abajo junto a los valores de todos los parámetros. Calcule el valor de la fem inducida y la dirección de la corriente en el lazo, al instante de tiempo t = t0 = 3 s.

El campo magnético está decreciendo hacia afuera, y por lo tanto el flujo magnético desde t = 0 hasta t = t0. La ley de Lenz nos indica que se induce una fem para oponerse al cambio en el flujo magnético, por lo que debe inducirse una corriente en sentido antihorario para crear un flujo extra hacia afuera.

PREGUNTA 3 (8 PUNTOS) Emplee la ley de Lenz para responder las siguientes preguntas relativas a la dirección de las corrientes inducidas: a) ¿Cuál es la dirección de la corriente inducida en el resistor R mostrado en la figura a cuando el imán de barra se mueve hacia la izquierda? b) ¿Cuál es la dirección de la corriente inducida en el resistor R inmediatamente después de que se cierra el interruptor S en la figura b? c) ¿Cuál es la dirección de la corriente inducida en R cuando la corriente I en la figura c disminuye rápidamente hasta cero? d) Una barra de cobre se mueve hacia la derecha mientras su eje se mantiene perpendicular a un campo magnético, como se ve en la figura d. Si la parte superior de la barra se vuelve positiva en relación con la parte inferior, ¿cuál es la dirección del campo magnético?

a) Bext = Bext i y Bext disminuye, por lo tanto, el campo inducido es B0 = B0 i (hacia la

derecha). Por lo tanto, la corriente está hacia la derecha en el resistor. b) Bext = Bext (-i) y se incrementa, por lo tanto, el campo inducido es B0 = B0 i (hacia la

derecha) y la corriente está hacia la derecha en el resistor. c) Bext = Bext (-k) hacia dentro de la hoja y Bext disminuye; por lo tanto, el campo

inducido es B0 = B0 (-k) hacia dentro del papel. Entonces, la corriente está hacia la derecha en el resistor.

d) Por la ley de la fuerza de Lorentz, FB = q(v×B). Por lo tanto, una carga positiva se moverá hacia la parte superior de la barra si B está hacia dentro del papel.