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UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO

Ciclo 2013-II

Física EJERCICIOS DE LA SEMANA Nº 15

1.

(*) Indicar la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I) El flujo magnético es una cantidad vectorial. II) El flujo magnético puede ser una cantidad positiva, negativa o nula. III) El flujo magnético es mínimo cuando el campo magnético atraviesa perpendicularmente una superficie. A) FFF

B) FVV

C) VFV

D) FVF

E) FFV

Solución: I) F

II) V

III) F Clave: D

2.

(*) El cubo de arista a = 20 cm se encuentra en la región de un campo magnético uniforme de magnitud B = 1 T; determinar el flujo magnético a través del cubo. A) 2  10

2

B) 4 2  10 C) 10 D)

2

Wb 2

Wb

Wb

2  10

2

Wb

E) 0 Solución: El flujo por las superficies laterales es nulo porque las normales son perpendiculares al campo.    B A  BA  0 Clave: E 3.

(*) Indicar la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I) La ley de Faraday se refiere al sentido de la corriente inducida. II) La ley de Lenz se refiere a la magnitud de la corriente inducida. III) Las centrales hidroeléctricas generan corriente eléctrica básicamente por inducción electromagnética. A) FFF

Semana Nº 15

B) FVV

C) VFV

Solucionario General

D) FVF

E) FFV

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Solución: I) F

II) F

III) V Clave: E

4.

(*) Una bobina tiene 400 espiras y rota sobre un eje en la región de un campo magnético uniforme, tal como muestra la figura. Cuando el plano de la bobina se 2

encuentra perpendicular al campo magnético, el flujo magnético es 2  10 Wb . Si el plano de la bobina tarda 0,2 s en situarse paralelo al campo, determinar la magnitud de la fem media inducida en este intervalo de tiempo. A) 40 V

B) 50 V

C) 30 V

D) 20 V

E) 10 V Solución: Perpendicular:

1  2 10

2

Wb

Paralelo:

2  0     2   1   2  10 N

  2  10  t 2 10

2

2

Wb

2

 4 10 V  40 V Clave: A

5.

(*) La figura muestra un imán que cae libremente por acción de la gravedad y atraviesa una espira. En relación a este fenómeno, indicar la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I)

Cuando el imán y un observador se encuentran en el punto A, el sentido de la corriente en la espira es horaria. II) Cuando el imán y un observador se encuentran en el punto B, el sentido de la corriente en la espira es horaria. III) No se genera corriente en la espira. A) FFF Semana Nº 15

B) FVV

C) VVF Solucionario General

D) VFF

E) FVF Pág. 94

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Solución: I) F

II) F

III) F Clave: A

6.

(*) Indicar la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I) Un transformador convierte corriente continua en corriente alterna. II) Un transformador puede elevar o bajar un voltaje alterno y continuar siendo alterno. III) Un transformador convierte voltaje alterno en voltaje alterno. A) FFF

B) FVV

C) VFV

D) FVF

E) FFV

Solución: I) F

II) V

III) V Clave: B

7.

(*) Un transformador tiene 1400 espiras en el primario y está conectado a una fuente de 220 V. Determinar el número de espiras en el secundario para obtener un voltaje de salida de 110 V. A) 240

B) 440

C) 220

D) 700

E) 300

Solución:

V1



V2

V   N2   2 V  1

N1 N2

   N1  

 110     1400  700  220  Clave: D

8.

Indicar la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I) El flujo magnético no siempre es constante. II) El flujo magnético puede ser una cantidad positiva, negativa o nula. III) El flujo magnético es máximo cuando el campo magnético uniforme atraviesa perpendicularmente la superficie. A) FFF

B) FVV

C) VVV

D) FVF

E) FFV

Solución: I) V

II) V

III) V Clave: C

9.

El flujo magnético a través de una espira varía de acuerdo a la ley  = 1 + 8 t, donde  se expresa en mWb y t en segundos. ¿Cuál será la fem inducida en el intervalo de tiempo de 0 a 2 s? A) 10

3

V

D) 7  10

Semana Nº 15

3

V

B) 3  10

3

E) 8  10

3

V

C) 5  10

3

V

V

Solucionario General

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Solución:

  1 8t t0: 1  1 0  1 m Wb  10

3

Wb

t 2:  2  17 m Wb  17 10     2  1  16 10  16 10    t 2   8 10

3

3

3

Wb

Wb

3

V   8  10

3

V

V Clave: E

10. Indicar la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones en relación al circuito (electroimán) mostrado en la figura: I)

Inmediatamente de cerrado el circuito en A, el sentido de la corriente inducida en B es de b a c. II) Inmediatamente de cerrado el circuito en A, el sentido de la corriente inducida en B es de c a b. III) Inmediatamente de abierto el circuito en A, el sentido de la corriente inducida en B es de c a b. A) FFF

B) FVV

C) VFV

D) FVF

E) FFV

Solución: I) V

II) F

III) V Clave: C 2

11. Una espira cuadrada de 10 cm de lado tiene una resistencia de 2  10  . Determinar la rapidez con que debe cambiar el campo magnético perpendicular al 2 J plano de la espira para producir 2  10 de potencia eléctrica. S A) 1

T s

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B) 2

T s

C) 3

T s

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D) 4

T s

E) 5

T s Pág. 96

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Solución:

P  i 



2 R





 B  A t t

PR 

2  10

2

 2  10

2



B  2 10   2 t A 10

 2

2

 2  10

2

V

T s Clave: B

12. La figura muestra un circuito tipo riel, el cual está situado perpendicularmente a la dirección de un campo magnético uniforme y entrante de magnitud 0,5 T. Si la longitud de la varilla es 30 cm y su resistencia eléctrica 0,5 Ω, determine la rapidez v de la varilla para que la intensidad de la corriente en el circuito cerrado sea 0,5 A. A)

5 m/s 3

B)

C)

1 m/s 2

D) 2 m/s

E)

4 m/s 3

2 m/s 3

Solución:

 B l v Ri 1 1  Ri 10 m 5 m 2 2 v    1 6 s 3 s Bl 1  3  10 2 Clave: A 13. Una varilla metálica vertical se mueve perpendicularmente a la dirección de un campo magnético uniforme entrante, tal como muestra la figura. En relación a este fenómeno, indicar la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I)

Aparece una fem en la varilla.

II) Debido a la fem, los electrones se mueven durante un corto tiempo de b hacia a. III) Aparece un campo eléctrico en la varilla de a hacia b.

A) FVF

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B) VVF

C) VFF

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D) FFV

E) VFV

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Solución: I) V

II) V

III) F Clave: B

14. Una bobina circular de 10 cm de radio tiene 100 vueltas. Un campo magnético variable en el tiempo atraviesa perpendicularmente la bobina y en el intervalo de 0,2 s induce una fem media de 2  V. Si la magnitud del campo magnético inicial es 1 T, ¿cuál será la magnitud del campo magnético final? A) 0,1 T

B) 2,2 T

C) 0,3 T

D) 1,4 T

E) 0,5 T

Solución:

N  10

2

1

2

r  10 m , A   r  10   2V

2



B1  1 T

 N

B  NA t t

 B  B 2  B1 

 t NA



2  2  10

1

2



2

10  10

 4 10

1

T

1

B 2  4  10 T  1 T  1, 4 T Clave: D 2

2

15. Una espira rectangular de 10 m de área se encuentra inicialmente perpendicular un campo magnético uniforme de magnitud 1 T. Si la espira gira y se pone paralelo al campo, en un intervalo de 0,02 s, tal como muestra la figura, determinar la fem media inducida. A) 0,5 V

B) 2 V

C) 1V

D) 0,8 V

E) 0,2 V Solución:

0  1 1 1 10 2       V  0,5 V t t  t 2  10 2 Clave: A

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16. Una máquina de soldar requiere una corriente de 200 A. El transformador de la máquina tiene 1200 espiras en el primario y está conectado a una fuente de 220 V, generando una corriente de 2,5 A. Determinar el número de espiras en el secundario. A) 20

B) 40

C) 15

D) 25

E) 11

Solución:

V1 V2



N1 N2



i2 i1

i   2, 5      1 200  15 N2   1  N1   i   200   2 Clave: C

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