FÍSICA. 2º BACHILLERATO. BLOQUE III: ELECTROMAGNETISMO Examen 1

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1 Examen 1 1. Diga si es CIERTO o FALSO y razone la respuesta: " Siempre que se produce una variación de la intensidad que circula por un circuito aparece una fuerza electromotriz inducida en ese circuito." 2. Un electrón se acelera por la acción de una diferencia de potencial de V, para ser sometido posteriormente a un campo magnético uniforme de 0,6 T perpendicular a la trayectoria del electrón. Determina: a) La velocidad del electrón al entrar en el campo magnético. b) El radio de la trayectoria del electrón en el interior del campo magnético. c) El periodo del movimiento circular. 3. Una partícula de polvo de 2, g de masa posee una carga total que equivale a la de 38 electrones y se encuentra en equilibrio entre dos placas paralelas horizontales entre las que existe una diferencia de potencial de 135 V. Calcula la distancia que separa las placas. En qué sentido y con qué aceleración se moverá la partícula de polvo si aumentamos la diferencia de potencial entre las placas hasta 140 V? 4. Una carga positiva que se mueve hacia el norte, penetra en una zona del espacio en la que existe un campo eléctrico uniforme dirigido hacia el oeste. Qué le ocurre a la carga? Y si la carga fuera negativa? 5. Campo eléctrico. Magnitudes que lo caracterizan: intensidad de campo y potencial.

2 Examen 2 1. Determine la intensidad del campo eléctrico y el potencial en el punto (0,0), creado por una carga eléctrica de C situada en el punto (0,4). 2. Indica si es cierto o falso razonando la respuesta: Las cargas en el interior de un campo eléctrico se mueven siempre en el sentido en el que disminuye el potencial. 3.Un electrón penetra con velocidad de 10 4 m/s en una región en la que existe un campo magnético perpendicular a su velocidad de valor 10-4 T; como consecuencia de ello, el electrón describe una circunferencia. Encontrar el radio de la misma. Repetir el problema anterior para el caso de un protón que tenga la misma velocidad. Qué sucedería si se tratase de un neutrón? 4. De los tres vectores que aparecen en la ecuación F=q v B, cuáles son siempre perpendiculares entre sí y cuáles pueden no ser siempre perpendiculares? Explica la respuesta. 5. Inducción electromagnética: Ley de Henry y Faraday.

3 Examen 3 1. El potencial y el campo eléctrico creados por una carga Q a una distancia r de la misma son respectivamente 900 V y 300 N/C. Hallar Q y r. 2. Campo eléctrico. Magnitudes que lo caracterizan: intensidad de campo y potencial. 3. Indica si es cierto o falso razonando la respuesta: "Un electrón y un protón que se mueven con la misma velocidad en dirección perpendicular a un campo magnético sufrirán la misma curvatura". 4. Un electrón se mueve en una órbita circular de 50 cm de radio, sometido a la acción de un campo magnético uniforme, perpendicular al vector velocidad y de 10-3 T de intensidad. a) Calcula la velocidad del electrón y su energía cinética, expresada en ev. b) Calcula el periodo de su movimiento orbital. 5. Describe tres casos distintos de inducción electromagnética. Haz diagramas indicando las líneas de campo magnético, la variación del flujo magnético y el sentido de la corriente inducida

4 Examen Diga si es cierto o falso y razone la respuesta: Un electrón y un protón que se mueven con la misma velocidad en dirección perpendicular a un campo magnético sufrirán la misma curvatura 2.- En qué consiste el magnetismo natural? 3.- Determine la intensidad del campo eléctrico y el potencial en el punto (0,0), creado por una carga eléctrica de C situada en el punto (0,4). 4.- Explica, basándote en los fenómenos de autoinducción, por qué al desconectar de la corriente ciertos aparatos, salta una chispa en el enchufe. Explica en cuál de ellas es más probable que salte la chispa cuando desenchufamos un flexo o cuando se trata de una lavadora. 5.- Calcula el valor de una carga puntual de 1 g de masa, si al situarla en el vacío, 1 cm por debajo de otra de valor C, la fuerza eléctrica compensa exactamente a su peso (tomar g = 9,8 m/s 2 )

5 Examen Se coloca un electrón cuya masa es 9, kg y cuya carga es 1, C en un punto en el que el potencial es de 10 V. Calcula la velocidad máxima que puede adquirir cuando lo dejamos en libertad. 2.- Una bobina formada por 1000 espiras circulares de 5 cm de radio gira en el interior de un campo magnético horizontal uniforme de 0,2 T alrededor de un eje vertical que pasa por su centro, a razón de 1000 vueltas por minuto. a) Calcula el valor de la fuerza electromotriz inducida en cualquier instante. Cuál es su valor cuando t=2s? b) Calcula el valor máximo de la fem. 3.- Indica si es verdadero o falso y razona la respuesta: Las cargas en el interior de un campo eléctrico se mueven siempre en el sentido en el que disminuye el potencial 4.- Ley de Henry-Faraday. Inducción electromagnética. 5.- Calcular la intensidad del campo eléctrico y el potencial en el punto (2,2), creado por dos cargas de 5 µc y 4 µc, situadas en los puntos de coordenadas (2,0) y (0,2) respectivamente.

6 Examen 6 1. Indica si es VERDADERO o FALSO y razona la respuesta: "Las cargas en el interior de un campo eléctrico se mueven siempre en el sentido en el que disminuye el potencial." 2. Movimiento de una carga eléctrica en el seno de un campo magnético. 3. Un electrón se mueve con velocidad 3,75 Mm/s en el plano XY formando un ángulo de 60º con el eje X. Un campo magnético de 0,85 T está dirigido en el sentido positivo del eje á dirigido en el sentido positivo del eje Y. Hallar la fuerza que actúa sobre el electrón. 4. Calcula para una bobina de 400 espiras de 5 cm 2 de área cada una y 10 cm de longitud, cuánto debe variar la corriente para que aparezca una fuerza electromotriz autoinducida de 10 V. Repite los cálculos si en la bobina hay un núcleo de hierro de constante µ = 4π 10-4 U.I. 5. Calcula el valor de una carga puntual de 1 g de masa, si al situarla en el vacío, 1 cm por debajo de otra de valor C, la fuerza eléctrica compensa exactamente a su peso (tomar g = 9,8 m/s 2 )

7 Examen Determine la intensidad del campo eléctrico y el potencial en el punto (0,0), creado por una carga eléctrica de C situada en el punto (0,4). 2.- Diga si es cierto o falso y razone la respuesta: Un electrón y un protón que se mueven con la misma velocidad en dirección perpendicular a un campo magnético sufrirán la misma curvatura 3.- Se coloca un electrón en un punto en el que el potencial es de 10 V. Calcula la velocidad máxima que puede adquirir cuando lo dejamos en libertad. 4.- Una bobina formada por 1000 espiras circulares de 5 cm de radio gira en el interior de un campo magnético horizontal uniforme de 0,2 T alrededor de un eje vertical que pasa por su centro, a razón de 1000 vueltas por minuto. a) Calcula el valor de la fuerza electromotriz inducida en cualquier instante. Cuál es su valor cuando t=2s? b) Calcula el valor máximo de la fem. 5.- Ley de Henry-Faraday. Inducción electromagnética.

8 Examen 8 1. Un solenoide de 100 espiras de 4 cm 2 de superficie cada una se encuentra en una región donde el campo magnético es nulo. Repentinamente aparece un campo de B = 0,5 T paralelo al eje del solenoide. Si se ha tardado 0,02 s en realizar este cambio, cuánto vale la fuerza electromotriz inducida en el solenoide? 2. Diga si es CIERTO o FALSO y razone la respuesta: " Siempre que se produce una variación de la intensidad que circula por un circuito aparece una fuerza electromotriz inducida en ese circuito." 3. El potencial eléctrico a una cierta distancia de una carga puntual es 600 V y el campo eléctrico es 200 N/C. Cuál es la distancia a la carga puntual? Cuál es el valor de la carga? 4. Movimiento de cargas eléctricas en el seno de campos magnéticos. 5. Se acelera un protón (m = 1, kg y q = 1, C) a través de una diferencia de potencial de 10 5 V. Entonces el protón entra perpendicularmente a un campo magnético, recorriendo una trayectoria circular de 30 cm de radio. Calcula el valor del campo.

9 Examen 9 1. Dibujar cualitativamente el vector campo eléctrico y el vector campo magnético originados por una carga q positiva, que se mueve a lo largo del eje X, en uno cualquiera de los puntos de su alrededor. 2. Un solenoide de 100 espiras de 4 cm 2 de superficie cada una se encuentra en una región donde el campo magnético es nulo. Repentinamente aparece un campo de B = 0,5 T paralelo al eje del solenoide. Si se ha tardado 0,02 s en realizar este cambio, cuánto vale la fuerza electromotriz inducida en el solenoide? 3. El potencial eléctrico a una cierta distancia de una carga puntual es 600 V y el campo eléctrico es 200 N/C. Cuál es la distancia a la carga puntual? Cuál es el valor de la carga? 4. Movimiento de cargas eléctricas en el seno de campos magnéticos. 5. Contesta si es verdadero o falso y razona la respuesta: La fuerza electromotriz inducida en un circuito es proporcional al flujo magnético que lo atraviesa.

10 Examen Una bobina formada por 500 espiras circulares de 3 cm de radio gira en el interior de un campo magnético horizontal uniforme de 0,8 T alrededor de un eje vertical que pasa por su centro, a razón de 2000 vueltas por minuto. c) Calcula el valor de la fuerza electromotriz inducida en cualquier instante. Cuál es su valor cuando t=2s? d) Calcula el valor máximo de la fem. 2. Inducción electromagnética. 3. Indica si es cierto o falso razonando la respuesta: La intensidad del campo eléctrico en un punto es directamente proporcional a la distancia de la carga que crea el campo a dicho punto. 4. Determina la intensidad del campo eléctrico y el potencial creado en el punto medio de la línea de unión de dos cargas de 5 µc y 5 µc separadas 4 cm. 5. Es posible que sobre un conductor rectilíneo por el que circula una corriente, situado en el interior de un campo magnético, no actúe ninguna fuerza? Explica tu respuesta.

11 Examen Se acelera un protón (m = 1, kg y q = 1, C) a través de una diferencia de potencial de 10 4 V. Entonces el protón entra perpendicularmente a un campo magnético, recorriendo una trayectoria circular de 40 cm de radio. Calcula el valor del campo. 2. Calcula el valor de una carga puntual de 2 g de masa, si al situarla en el vacío, 5 cm por debajo de otra de valor C, la fuerza eléctrica compensa exactamente a su peso (tomar g = 9,8 m/s 2 ) 3. Describe tres casos distintos de inducción electromagnética. Haz diagramas indicando las líneas de campo magnético, la variación del flujo magnético y el sentido de la corriente inducida 4. Campo magnético. Fuerza de Lorentz. 5. Contesta si es verdadero o falso y razona la respuesta: Toda carga eléctrica crea campos magnéticos.

12 Examen Una bobina formada por 2000 espiras circulares de 5 cm de radio gira en el interior de un campo magnético horizontal uniforme de 2,0 T alrededor de un eje vertical que pasa por su centro, a razón de 200 vueltas por minuto. a) Calcula el valor de la fuerza electromotriz inducida en cualquier instante. Cuál es su valor cuando t=2s? b) Calcula el valor máximo de la fem. 2. Indica si es cierto o falso razonando la respuesta: El potencial eléctrico siempre es positivo. 3. Dos cargas eléctricas Q 1 y Q 2 están situadas en los puntos P 1 (0,0) m y P 2 (0,3) m. Calcula: a) El campo eléctrico en P (2,0) m. b) El potencial eléctrico en P. c) El trabajo que realizan las fuerzas eléctricas si se transporta una carga q = 1 nc desde P hasta P' (3,0) m. 4. Movimiento de cargas en campos magnéticos. 5. Un electrón se mueve hacia la derecha en el seno de un campo magnético perpendicular al papel y saliente. Indica la dirección de la fuerza que actuará sobre él y dibuja la trayectoria que seguirá. Cómo se modificaría el resultado si en lugar de un electrón, considerásemos un protón?

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