miércoles, 25 de enero de 2012
2º bachilerato física. Inducción electromagnética.
Aqui os dejo más ejercícios de inducción electromagnética. Os subo también la solución completa del ejercício que quedó pendiente esta mañana. Buen trabajo.
1. Una espira cuadrada de 5 cm de lado se encuentra en el interior de un campo magnético uniforme, de dirección normal al plano de la espira y de intensidad variable con el tiempo: B = 2t2 (T).
a) Deducir la expresión del flujo magnético a través de la espira en función del tiempo.
b) Representar gráficamente la fuerza electromotriz inducida en función del tiempo y calcular su valor para t = 4 s.
2. Una espira cuadrada de 10 cm de lado, inicialmente horizontal, gira a 1200 revoluciones por minuto, en torno a uno de sus lados, en un campo magnético uniforme vertical de 0,2 T.
a) Calcular el valor máximo de la fuerza electromotriz inducida en la espira y representar, en función del tiempo, el flujo magnético a través de la espira y al fuerza electromotriz inducida.
b) ¿Cómo se modificaría la fuerza electromotriz inducida en el espira si se redujera la velocidad de rotación a la mitad? ¿Y si se invirtiera el sentido del campo magnético?
3. Una espira circular de 10 cm de diámetro, inmóvil, está situada en una región en la que existe un campo magnético, perpendicular a su plano, cuya intensidad varía de 0,5 a 0,2 T en 0,1 s.
a) Dibujar en un esquema la espira, el campo y el sentido de la corriente inducida, razonando la respuesta.
b) Calcular la fuerza electromotriz inducida y razonar cómo cambiaría dicha fuerza electromotriz si la intensidad del campo aumentase en lugar de disminuir.
4. Una espira de 20 cm2 se sitúa en un plano perpendicular a un campo magnético uniforme de 0,2 T.
a) Calcular el flujo magnético a través de la espira y explicar cómo varía el valor del flujo al girar la espira un ángulo de 60º.
b) Si el tiempo invertido en el giro es de 2·10-3 s, ¿cuánto vale la fuerza electromotriz media inducida en la espira? Explicar que habría ocurrido si la espira se hubiese girado en sentido contrario.
5. Una espira cuadrada de 2 m de lado está situada perpendicularmente a un campo magnético uniforme de 0,5 T.
a) Explique razonadamente si, en estas circunstancias, se induce corriente eléctrica en la espira.
b) Determine la fuerza electromotriz media inducida en la espira si, en 0’1 s, gira 90º en torno a un eje perpendicular al campo.
6. Una espira cuadrada, de 30 cm de lado, se mueve con una velocidad constante de 10 m s-1 y penetra en un campo magnético de 0,05 T perpendicular al plano de la espira.
a) Explique, razonadamente, qué ocurre en la espira desde que comienza a entrar en la región del campo hasta que toda ella está en el interior del campo. ¿Qué ocurriría si la espira, una vez en el interior del campo, saliera del mismo?
b) Calcule la fuerza electromotriz inducida en la espira mientras está entrando en el campo.
7. El flujo de un campo magnético que atraviesa cada espira de una bobina de 250 vueltas, entre t= 0 y t = 5 s, está dado por la expresión:
Φ( t ) = 3.10-3 + 1. 10-3 t 2 (S.I.)
a) Deduzca la expresión de la fuerza electromotriz inducida en la bobina en ese intervalo de tiempo y calcule su valor para t = 5 s.
b) A partir del instante t = 5 s el flujo magnético comienza a disminuir linealmente hasta anularse en t = 10 s. Represente gráficamente la fuerza electromotriz inducida en la bobina en función del tiempo, entre t = 0 y t = 10 s.
8. Una espira circular de 45 mm de radio está situada perpendicularmente a un campo magnético uniforme. Durante un intervalo de tiempo de 120·10-3 s el valor del campo aumenta linealmente de 250 mT a 310 mT .
a) Calcule el flujo del campo magnético que atraviesa la espira durante dicho intervalo y la fuerza electromotriz inducida en la espira.
b) Dibuje en un esquema el campo magnético y el sentido de la corriente inducida en la espira. Explique el razonamiento seguido.
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