Ejercicios de electromagnetismo resueltos

Septiembre 2013

Ejercicio 1

Se acelera una partícula alfa mediante una diferencia de potencial de 1 kV, penetrando a continuación, perpendicularmente a las líneas de inducción, en un campo magnético de 0,2 T. Halla:

1. El radio de la trayectoria descrita por la partícula.
2. El trabajo realizado por la fuerza magnética.
3. El módulo, dirección y sentido de un campo eléctrico necesario para que la partícula alfa no experimente desviación alguna a su paso por la región en la que existen los campos eléctrico y magnético. (Datos: m_α = 6,68·10⁻²⁷ kg; q_α = 3,2·10⁻¹⁹ C)

Ejercicio 2

Las líneas de inducción del campo magnético son:

1. Siempre cerradas.
2. Abiertas o cerradas, ya que dependen del agente creador del campo magnético.
3. Siempre abiertas, por semejanza con el campo eléctrico.

Ejercicio 3

Tres cargas eléctricas puntuales de 10⁻⁶ C se encuentran situadas en los vértices de un cuadrado de 1 m de lado. Calcula:

1. La intensidad del campo y el potencial electrostático en el vértice libre.
2. Módulo, dirección y sentido de la fuerza del campo electrostático sobre una carga de -2·10⁻⁶ C situada en dicho vértice.
3. El trabajo realizado por la fuerza del campo para trasladar dicha carga desde el vértice al centro del cuadrado. Interpreta el signo del resultado. (Dato: K = 9·10⁹ N·m²·C⁻²)

Junio 2014

Ejercicio 1

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?:

1. La ley de Faraday-Lenz dice que la f.e.m. inducida en una espira es igual al flujo magnético Φ_m que la atraviesa.
2. Las líneas del campo magnético B para un conductor largo y recto son circulares alrededor del mismo.
3. El campo magnético B es conservativo.

Ejercicio 2

En una onda de luz:

1. Los campos eléctrico E y magnético B vibran en planos paralelos.
2. Los campos E y B vibran en planos perpendiculares entre sí.
3. La dirección de propagación es la de vibración del campo eléctrico. (Dibuja la onda de luz).

Ejercicio 3

Una esfera metálica de masa m = 8 g y carga q = 7 μC, cuelga de un hilo de 10 cm de longitud situado entre dos láminas metálicas paralelas de cargas iguales y de signo contrario. Calcular:

1. El ángulo que forma el hilo con la vertical si entre las láminas existe un campo electrostático uniforme de 2,5×10³ N/C.
2. La tensión del hilo en ese momento.
3. Si las láminas se descargan, ¿cuál será la velocidad de la esfera al pasar por la vertical? (g = 9,8 m/s²)

Ejercicio 4

Un protón con una energía cinética de 20 eV se mueve en una órbita circular perpendicular a un campo magnético de 1 T. Calcula:

1. El radio de la órbita.
2. La frecuencia del movimiento.
3. Justifica por qué no se...

Septiembre 2014

Ejercicio 1

Un conductor macizo de forma esférica recibe una carga eléctrica. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es verdadera?:

1. La carga se distribuye por todo el conductor.
2. El potencial es cero en todos los puntos del conductor.
3. En el interior del conductor no hay campo electrostático.

Ejercicio 2

Por dos conductores paralelos e indefinidos, separados una distancia d, circulan corrientes en sentido contrario de diferente valor, una el doble de la otra. La inducción magnética se anula en un punto del plano de los conductores situado:

1. Entre ambos conductores.
2. Fuera de los conductores y del lado del conductor que transporta más corriente.
3. Fuera de los conductores y del lado del conductor que transporta menos corriente.

Ejercicio 3

Un protón y una partícula α (q_α = 2 q_p; m_α = 4 m_p) penetran, con la misma velocidad, en un campo magnético uniforme perpendicularmente a las líneas de inducción. Estas partículas:

1. Atraviesan el campo sin desviarse.
2. El protón describe una órbita circular de mayor radio.
3. La partícula alfa describe una órbita circular de mayor radio.

Ejercicio 4

Dos cargas puntuales iguales de +2 μC se encuentran en los puntos (0, 1) m y (0, -1) m. Calcula:

1. El vector campo y el potencial electrostático en el punto (-3, 0) m.
2. Halla el trabajo necesario para trasladar una carga de +3 μC desde el infinito al citado punto.
3. Si en el punto (-3, 0) m se abandona una carga de -2 μC y masa 1 g: calcula su velocidad en el origen de coordenadas. DATO: K = 9·10⁹ N·m²·C⁻².

Junio 2013

Ejercicio 1

Se dispone de varias cargas eléctricas puntuales. Si en un punto del espacio próximo a las cargas el potencial eléctrico es nulo:

1. Puede haber campo eléctrico en ese punto.
2. Las líneas del campo se cortan en ese punto.
3. El campo no es conservativo.

Ejercicio 2

Un protón con velocidad v = 5×10⁶ i m/s penetra en una zona donde hay un campo magnético B = 1 j T.

1. Dibuja la fuerza que actúa sobre el protón y deduce la ecuación para calcular el radio de la órbita.
2. Calcula el número de vueltas en un segundo.
3. ¿Varía la energía cinética del protón al entrar en esa zona? (Datos: m_protón = 1,67×10⁻²⁷ kg; q_protón = 1,6×10⁻¹⁹ C)