1. La figura muestra una región circular de diámetro 1 m donde existe un campo magnético uniforme cuya magnitud es B = 2T. Halle la medida del flujo magnético a través de la región cuadrada PQRS.

A) Wb

B) 0,5 Wb

C) 1 Wb

D) 2 Wb

E) 1,5 Wb

RESOLUCIÓN: C

Flujo:

= B A = (2) = 1 Wb

2. La figura muestra una espira rectangular situada en un campo magnético uniforme de magnitud B = 1T. Calcule la medida del flujo magnético a través de la espira.

A) 0,5 Wb B) 0,6 Wb

C) 0,8 Wb D) 0,4 Wb

E) 0,7 Wb

RESOLUCIÓN: D

Flujo: = (B cos 37°) A = (1) (4/5) (1) ( 0,5) = 0,4 Wb

3. La figura muestra un péndulo conformado por una cuerda no conductora y una bobina que oscila en un campo magnético uniforme . Cuando la bobina se mueve de P a Q, indique la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:

I) La corriente inducida tiene sentido antihorario.II) La corriente inducida tiene sentido horario.III) No hay corriente inducida en la bobina.

A) FVF B) VFV C) VVV D) FFF E) VFF

RESOLUCIÓN: E) VFF

4. La figura muestra una espira rectangular PQRS ingresando verticalmente en una región de campo magnético uniforme . Indique la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:

I) El sentido de la corriente inducida es horaria.

II) La fuerza magnética en el segmento PQ es vertical hacia arriba.

III) La espira puede tener M.R.U.

A) VVV

B) VFV

C) VVF

D) FVV

E) FFF

RESOLUCIÓN: A) VVV

5. Una espira circular de radio r = 20 cm está situada en un campo magnético uniforme de magnitud B = 1 Wb/m2 cuya dirección es perpendicular al plano de la espira. Si en un intervalo de tiempo de s, la espira gira 90º con respecto a la dirección del campo magnético, ¿cuál será la fuerza electromotriz inducida?

A) – 40 mV B) – 20 mV C) 0 D) + 20 mV E) + 40 mV

RESOLUCIÓN: E

Posición inicial ( = 0º) : 0 = BAcos0º = BA

0 = B(r2)

Posición final ( = 180º) : = BAcos90º = 0

De la Ley de Faraday:

ind. = – = – = Br2 = (1) (20 x 10–2)2 = + 4 x 10–2 V = + 40 mV

6. El campo magnético (B) perpendicular al plano de una espira metálica de área 0,10 m2

cambia con el tiempo (t), como se muestra en la figura. Indique la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:

I) La fem inducida en la espira de 0 a 2 ms es – 40 V.II) La fem inducida en la espira de 2 a 6 ms es 0.III) La fem inducida en la espira de 6 a 10 ms es + 20 V.

A) VVV B) VVF C) VFV D) FVV E) FFF

RESOLUCIÓN: A

I) Para 0 < t < 2 ms:

1 = – A = – (10–1) = – 40 V

II) Para 2 ms < t < 6 ms:

2 = – A = – A = 0

III) Para 6 ms < t < 10 ms:

3 = – (10–1) = + 20 V

7. En la figura, el flujo magnético a través del plano de la espira varía según la ecuación , donde se mide en webers y t en segundos. ¿Cuál es la intensidad y dirección de

la corriente eléctrica que pasa por la resistencia R = 5 ?

A) 0

B) 2 A →

C) 3 A

D) 1 A →

E) 1 A

RESOLUCIÓN: D

De la ecuación dada se deduce:

De la ley de Ohm-Faraday:

De la ley de Lenz y la regla de la mano derecha se deduce la dirección de la corriente: →

8. Una espira cuadrada de 50 cm de lado tiene una resistencia de 200 m. Hallar la rapidez con que debe cambiar el campo magnético perpendicular al plano de la espira para producir una potencia eléctrica de 5 J/s.

A) 1 T/s B) 2 T/s C) 3 T/s D) 4 T/s E) 5 T/s

RESOLUCIÓN:

De la ley de Ohm-Faraday:

ind. = I ind. R = = A (1)

Además:

P = I2ind R I2

ind. = = 25 Iind = 5 A

Reemplazando en (1):

= 4 T/s

9. La figura muestra un alambre de masa m = 50 g y longitud L = 0,5 m que se desliza sobre rieles verticales conductores, los cuales están conectados a una resistencia R = 20 . Si el sistema está situado en un campo magnético uniforme de magnitud B = 2 T perpendicular al papel, ¿qué rapidez constante adquiere el alambre? Desprecie la fricción y la resistencia eléctrica de los rieles.

(g = 10 m/s2)

A) 10 m/s

B) 20 m/s

C) 30 m/s

D) 40 m/s

E) 50 m/s

RESOLUCIÓN: A

Por equilibrio : ILB = mg (1)

Además : ind. = IR = B L v

I = (2)

Reemplazando (2) en (1):

v =

v = 10 m/s

10. Un transformador de corriente alterna conectado a una fuente de voltaje de 120 V se usa para proporcionar un voltaje efectivo de 6 V a un juguete. Si la resistencia eléctrica del juguete es 4:

I) ¿Cuál es la corriente eléctrica en el secundario?II) ¿Cuál es la potencia suministrada al juguete?

A) 0,5 A, 4 W B) 1,0 A, 8 W C) 1,5 A, 9 W D) 2,0 A, 16 W E) 2,5 A, 25 W

RESOLUCIÓN: C

I) De la ley de Ohm

I = = = 1,5 A

II) Potencia eléctrica:

P = I2 R = (4) = 9 W

PROBLEMAS ADICIONALES

1. La figura muestra una región circular de diámetro 1 m donde existe un campo magnético uniforme cuya magnitud es B = 2T. Halle la medida del flujo magnético a través de la región cuadrada PQRS.

A) Wb

B) 0,5 Wb

C) 1 Wb

D) 2 Wb

E) 1,5 Wb

RESOLUCIÓN: C

Flujo:

= B A = (2) = 1 Wb

2. En la figura, los imanes se alejan de la espira. Indicar la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:

I) El sentido de la corriente inducida es antihorario.II) El sentido de la corriente inducida es horario.III) No hay corriente inducida.

A) FFV

B) FVF

C) VFF

D) FFF

E) VVF

RESOLUCIÓN: B) FVF

3. El flujo magnético a través de una espira varía de acuerdo a la ley = 7 t, donde se mide en mWb y t en segundos. ¿Cuál es la magnitud de la fem promedio inducida?

A) 1 mV B) 3 mV C) 5 mV D) 7 mV E) 9 mV

RESOLUCIÓN: D

De la ecuación se deduce:

De la ley de Faraday:

4. El flujo magnético que pasa por la bobina de 100 espiras de la figura cambia de 210-2 Wb a 410-2 Wb en 2 s. Determine la intensidad de la corriente inducida en la bobina si la resistencia eléctrica es R = 1 .

A) 1 A

B) 2 A

C) 3 A

D) 4 A

E) 5 A

RESOLUCIÓN: A

De la Ley de Ohm-Faraday

5. La figura muestra una espira rectangular PQRS ingresando verticalmente con rapidez constante de 4 m/s en una región de campo magnético uniforme de magnitud B = 1 T. Si la longitud del segmento PQ es 0,25 m, calcule la magnitud de la fem inducida.

A) 1 V

B) 2 V

C) 3 V

D) 4 V

E) 5 V

RESOLUCIÓN: A

De la fórmula

6. El campo magnético (B) perpendicular al plano de una espira metálica de área 0,10 m2

cambia con el tiempo (t), como se muestra en la figura. ¿Cuál es la fem inducida de 0 a 2 ms?

.

A) – 60 V B) – 40 V C) – 20 V D) 0 E) + 20 V

RESOLUCIÓN: B

Para 0 < t < 2 ms:

1 = – A = – (10–1) = – 40 V

7. El transformador de un poste reduce el voltaje de 20 000 V a 200 V para uso doméstico. Si un circuito doméstico usa 6 kW de potencia, ¿cuáles serán las corrientes primaria y secundaria en el transformador?.

A) 0,3 A y 3 A B) 0,3 A y 30 A C) 0,1 A y 1 AD) 0,6 A y 10 A E) 0,5 A y 30 A

RESOLUCIÓN: B

Vp = 20 x 103 v, Vs = 200 V

P = Ip Vp = Is Vs = 6 kW = 6 x 103 w

Ip = = 0,3 A

Is = = 30 A