CUESTIONARIO 2 DE FISICA 4

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1 CUESTIONARIO 2 DE FISICA 4 Contesta brevemente a cada uno de los planteamientos siguientes: 1.- Cuáles son los tipos de imanes? a) por su origen: b) por su retentividad magnética: c) por su forma: 2.- Describe la ley de los polos magnéticos. 3.- A qué se refiere la teoría de Weber? 4.- Qué es un dominio magnético o dipolo magnético? 5.- Por qué al dejar caer un imán de hierro sobre el piso duro se debilita su magnetización? 6.- A qué se refiere la teoría de los dipolos magnéticos? 7.- Qué se entiende por permeabilidad, retentividad, flujo y densidad de flujo magnéticos? 8.- Menciona las formas para magnetizar y para desmagnetizar imanes. 9.- Dibuja el campo magnético producido: a) un imán tipo herradura. b) un imán tipo barra rectangular. c) entre dos imanes tipo barra, por la parte de polos encontrados diferentes. d) entre dos imanes tipo barra, por la parte de polos encontrados iguales Cuál es la prueba de que la Tierra es un gran imán? 11.- Cómo se identifican los nombres de los polos de un imán? 12.- Todo imán, tiene necesariamente un polo norte y un polo sur? 13.- Cómo puede atraer un imán un objeto de hierro que no está magnetizado? 14.- En qué consisten: a) el experimento de Oersted.. b) la inducción de Faraday. c) la fuerza de Ampere. d) la fuerza de Lorentz.

2 15.- En qué principio fundamental se basa un acelerador de partículas? 16.- Qué sucede cuando un bit de información almacenado magnéticamente en un disco de computadora pasa bajo una cabeza de lectura que contiene una pequeña bobina? 17.- Qué se debe cambiar para que suceda la inducción electromagnética? 18.- Por qué en un transformador se requiere corriente alterna? 19.- Por qué la electricidad se transmite con altos voltajes a grandes distancias? 20.- Representa el campo magnético: a) en un punto alrededor de un conductor con corriente eléctrica b) en el centro de una bobina circular. c) en el centro de un solenoide Representa el campo magnético y la fuerza eléctrica entre dos conductores cada uno con corriente eléctrica en el mismo sentido y después para el caso de sentidos contrarios: 22.- Cuáles son las variables de la fuerza de Ampere? 23.- En qué principio fundamental se basa el funcionamiento de un motor eléctrico? 24.- Cuáles son las 3 partes principales de un motor eléctrico? 25.- Por qué un generador de inducción, provoca corrientes alternas? 26.- Representa el vector faltante, en cada uno de los esquemas vectoriales que se muestran, para una carga positiva: a) B b)x x x x x x x B c) F x x x x x x x F... x x v x x x x x x x x x x x x v x x x x x x x 27.- Dibuja el vector faltante, en cada esquema que se muestra, para cargas negativas: a) B.. b)x x x x x x x B c). v x x x x x x x x x x x x x x v x x F x x x x x x x x x x x x F

3 28.- Si se mandan 100 v de corriente alterna a través de las 100 vueltas del primario de un transformador. a) Cuál será el voltaje de salida, si el secundario tiene 200 vueltas? b) Si el secundario está conectado a una lámpara con 50 de resistencia., cuál será la corriente en el circuito secundario? c) Cuál es la potencia de la bobina secundaria? d) Cuál es la potencia en la bobina primaria? e) Cuál es la corriente que toma la bobina primaria? 29.- Un transformador elevador cuya potencia es de 1200 watt, tiene 400 vueltas en el primario y en el secundario, el circuito primario se alimenta con 110 V. Calcular: a) la corriente en el primario; b) el voltaje en el secundario ;y c) la corriente en el secundario Se sabe que a un transformador reductor tiene 5000 vueltas en el primario y 400 en el secundario, el circuito primario se alimenta con 440 V y una corriente de 6 A. Calcular: a) el voltaje en el secundario; b) la corriente en el secundario; y c) la potencia del transformador Un solenoide de 800 vueltas o espiras, y con permeabilidad relativa de diez mil veces mayor a la del aire; provoca un campo magnético de Qué longitud presenta el solenoide? 50 T. Si recibe una corriente eléctrica de 600 na Un solenoide de 100 vueltas o espiras, con un largo de 300 mm y con permeabilidad relativa 40 T. Determina el valor de la co- de veces la del aire; provoca un campo magnético de rriente que lo provoca Determina la intensidad de campo que se tiene en el centro de una bobina circular de 800 vueltas y de 5 cm de diámetro, al conectarse a una fuente que entrega una corriente de 36 ma Qué corriente produce en una bobina de 2500 vueltas y 1.8 cm de radio, una intensidad de campo de 5 mt? 35.- A qué distancia de un conductor recto con una corriente de 80 A, se tendrá un campo magnético de 70 T? 36.- Un solenoide con un largo de 80 mm y con núcleo de hierro (permeabilidad relativa de veces mayor a la del aire); provoca un campo magnético de 60 mt, producido por una corriente de 5 ma. De cuántas vueltas esta hecho el solenoide? 37.- El transformador de un timbre domiciliario reduce la tensión de 120 V a 12 V. Si en el bobinado secundario hay 40 vueltas. Cuántas vueltas posee la bobina primaria?

4 38.- Hallar el voltaje en las bujías de encendido de un automóvil, conectadas al secundario de un transformador con 90 vueltas en el primario y vueltas en el secundario. El primario está conectado a un alternador de 12 V Un transformador con 800 vueltas en la bobina primaria que se conecta a una fuente de 8 V. Si debe proporcionar 4800 V en el secundario, determina el número de vueltas del secundario El transformador que se utiliza en un circuito de iluminación reduce la tensión de 440 V a 110 V y toma de la línea 15 A. Cuál será la potencia del mismo? Qué valor de intensidad de corriente circula por la bobina secundaria? 41.- Un transformador elevador cuya potencia es de 1200 W [watt], tiene 400 vueltas en el primario y en el secundario: el circuito primario se alimenta con 110 V. Calcular: a) la corriente en el primario; b) el voltaje en el secundario y c) la corriente en el secundario Se sabe que a un transformador reductor tiene 5000 vueltas en el primario y 400 en el secundario, el circuito primario se alimenta con 440 V y una corriente de 6 A. Calcular: a) el voltaje en el secundario; b) la corriente en el secundario; y c) la potencia del transformador Un protón que tiene una velocidad de 5 x 10 6 m/s y con dirección hacia el Norte, entra a un campo magnético que le ejerce una fuerza de 8 x N verticalmente hacia arriba y perpendicular a la velocidad. Determine la magnitud y la dirección del campo magnético en esta región. Considera la carga del protón como 1.6 x C Un electrón se proyecta de izquierda a derecha en un campo magnético dirigido verticalmente hacia abajo. La velocidad del electrón es: 2 x 10 6 m/s y la densidad del flujo magnético del campo es 0.3 T. Determine la magnitud de la fuerza magnética ejercida sobre el electrón Un protón se desplaza con una rapidez de 1 x 10 5 m/s a través del campo magnético de la tierra cuyo valor es 0.5 x 10-4 T. cuando el protón se mueve hacia el este, la fuerza magnética que actúa sobre el alcanza un máximo y cuando se desplaza hacia el oeste no actúa fuerza magnética sobre él. Cuál es la magnitud de la fuerza magnética? 46.- Un protón se mueve a 8 x 10 6 m/s a lo largo del eje x entra en una región donde hay un campo magnético cuya magnitud de 2.5 T, con una fuerza de 2.8 x N. Calcule la dirección con respecto al eje x Un protón se mueve a una velocidad de 2 x 10 9 m/s a través de un campo magnético uniforme, cuya magnitud es 1.2 x 10 3 T. Cuál es la fuerza magnética sobre el electrón si, su velocidad y el campo magnético forman un ángulo de 45?

5 48.- Una haz de protones se acelera primero a una velocidad de 3 x 10 5 m/s en un acelerador. A continuación entra a un campo magnético 0.5 T, que esta orientado en un ángulo de 37, hacia arriba, en relación con la dirección del haz. Cuál es la fuerza que siente el haz de protones? 49.- Una partícula con carga de 2e, se mueve con una velocidad de 2.5 x 10 7 m/s en un campo magnético de 0.7 T, este siente una fuerza de 3.6 x N, encuentra la orientación de la partícula Determina la velocidad de una partícula cuya carga es 2.3 la del positrón, cuando entra de manera perpendicular a un campo magnético de 3 T, si esta siente una fuerza de 4.1 x 10-8 N 51.- Una carga positiva Q se coloca en reposo cerca de un imán. La carga empezara a moverse? 52.- Un electrón pasa por un campo magnético sin ser desviado. Qué concluye el lector acerca de la orientación entre el campo magnético y la velocidad del electrón, suponiendo que no actúa fuerza sobre él? 53.- Una bobina de alambre con 50 vueltas tiene un campo magnético uniforme de 0.4 T que pasa por la bobina perpendicular a su plano. La bobina encierra un área de 0.03m 2. Si el flujo que pasa por la bobina se reduce a cero al retirarla de campo magnético en un tiempo de 0.25 segundos, Cuál es el voltaje inducido por la bobina? 54.- Una bobina cuadrada de alambre con lado 0.05 m, contiene 100 vueltas y está ubicada de forma perpendicular a un campo magnético uniforme de 0.6 T. Se saca la bobina de manera uniforme y ortogonal del campo magnético, le toma 0.1 segundos para que la bobina completa salga del campo. Determina La fem inducida Una bobina tiene un área de sección transversal de 0.1m 2. Un campo, magnético de 3.5 T. Cuál es el número de vueltas que tiene la bobina si esta tiene un flujo magnético de Tm 2? 56.- Una bobina de 50 espiras de alambre que encierra un área de m 2 tiene un campo magnético que pasa por su plano a cierto ángulo respecto al plano. La componente del campo perpendicular al plano es de 0.3 T y la componente paralela al plano es de 0.9 T. Cuál es el flujo magnético que pasa por la bobina? 58.- Menciona la unidad de medida para el flujo magnético y para la intensidad de campo magnético: 60.- Cómo puede atraer un imán un objeto de hierro que no está magnetizado?

6 68.- Un solenoide de 900 vueltas o espiras, y con permeabilidad relativa de ; provoca un campo magnético de 8 x 10-6 T [teslas]. Recibe una corriente eléctrica de 5 ma [miliampere]. Qué longitud presenta el solenoide? 69.- Un solenoide de 100 vueltas o espiras, con un largo de 80 mm y con permeabilidad relativa de 6 000; provoca un campo magnético de 4 x 10-4 T. Determina el valor de la corriente que lo provoca Determina la intensidad de campo que se tiene en el centro de una bobina circular de 800 vueltas y de 5 cm de diámetro, al conectarse a una fuente de 36 ma Qué corriente produce en una bobina de 350 vueltas y 1.8 cm de radio, una intensidad de campo de T? 72.- a qué distancia de un conductor recto con una corriente de 80 microampere, se tendrá un campo magnético de T? 73.- Un solenoide con un largo de 80 mm y con núcleo de hierro (permeabilidad relativa de 4 500); provoca un campo magnético de 6 x 10-4 T, producido por una corriente de 25 ma. De cuántas vueltas esta hecho el solenoide? 74.- Encuentra la intensidad del campo magnético que a una carga positiva con valor de 80 micro- Coulomb, viajando a 4 x 10 7 m/s, y entrando perpendicularmente al campo, recibe una fuerza de 3 x 10-6 N Encuentra la velocidad con la que penetra una carga positiva de 600 nanocoulomb, si forma un ángulo de 90 con respecto al campo magnético con una intensidad del campo de 5 x 10-4 Teslas, y recibe una fuerza de 8 x 10-5 Newton El flujo magnético que pasa por una bobina de alambre cambia de 6 Tm 2 a cero en 0.25 segundos. Cuál es la magnitud del voltaje medio inducido en la bobina durante este cambio? 77.- Una bobina tiene un área de sección transversal de 0.09m 2. Un campo, magnético de 1.3 T. Cuál es el número de vueltas que tiene la bobina si esta tiene un flujo magnético de 10.3 Tm Una espira de alambre que encierra un área de 0.03 m 2 tiene un campo magnético que pasa por su plano a cierto ángulo respecto al plano. La componente del campo perpendicular al plano es de 0.4 T y la componente paralela al plano es de 0.6 T. Cuál es el flujo magnético que pasa por la bobina?

7 79.- Una bobina de alambre de 60 vueltas y un área transversal de 0.02 m 2 esta colocada con su plano perpendicular a un campo magnético de magnitud 1.5 T. La bobina se retira rápidamente del campo magnético en 0.2 segundos. Cuál es el valor medio del voltaje inducido en la bobina? 80.- Si el campo magnético producido por los imanes en un generador es constante, el flujo magnético que pasa por la bobina del generador cambiara cuando esta este girando? Explica En una estufa de inducción, una corriente alterna pasa por una bobina que es el quemador (un quemador que nunca se calienta). Por qué calentara una superficie de metal y no un contenedor de vidrio? BIBLIOGRAFÍA Bueche, F. Fundamentos de Física, 5ª edición, Mc Graw Hill, México, Giancoli D. Física, principios con aplicaciones. Prentice Hall, México, Hewitt, P.G. Física Conceptual, décima edición. Pearson educación. México, Serway, R. Física, Pearson Educación, México, Wilson, J. D., Buffa A. J. Física, Pearson Educación, México, Zitzewitz, P. W. Neff, R. y Davis M. Física. Principios y problemas, Mc Graw Hill, México, 2002.