Examen Fisica Selectividad 2012 Madrid

PRUEBA DE ACCESO A LAS ENSEÑANZAS UNIVERSITARIAS OFICIALES DE GRADO

Opción B  Pregunta 3 (Electromagnetismo e Inducción Electromagnética)

Una espira circular de 10 cm de radio, situada inicialmente en el plano XY, gira a 50 rpm en

torno a uno de sus diámetros bajo la presencia de un campo magnético B = 0,3 k T. Determine:

a) El flujo magnético que atraviesa la espira en el instante t = 2 s.

b) La expresión matemática de la fuerza electromotriz inducida en la espira en función del tiempo.

Preparación Selectividad Pre-Militar Mejora Curricular

Solución:

a)    La velocidad de giro es ω = 50 rpm = 5π/3 rad/s (S.I.)

El ángulo girado en función del tiempo es θ = ω.t = (5π/3).t t=2 =10π/3 rad

El área de la espira tiene por valor: S = π.R2 = 0,01.π m2

La expresión del flujo magnético es (producto escalar):

Φ = ∫B.dS = B.S = B.S.cos θ = B.S.cos (ωt) = 0,3.0,01.π.cos (10π/3) = ____ weber

b)    La fem inducida se obtiene de la Ley de Faraday-Henry, derivando la expresión terporal del flujo magnético:

ε = – dΦ/dt = -d[B.S.cos (ωt)]/dt = B.S.ω.sen (ω.t) voltios

El signo “-“ corresponde a la Ley de Lenz e indica que el sentido de la corriente inducida es opuesto a a la variación del flujo inductor.

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