Ejercicios de Física PAU 2025-2024

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Questions and Answers

¿Cuál es la expresión correcta para la fuerza total sobre un electrón en presencia de campos eléctricos y magnéticos?

  • $F = m imes a$
  • $F = qE - qvB$
  • $F = q(E + v imes B)$ (correct)
  • $F = E - B$

Al mover un electrón desde el origen al punto (2, 0, 0) m, ¿qué trabajo realiza la fuerza total?

  • Cero, porque no hay un potencial eléctrico.
  • Depende de la diferencia de potencial entre los puntos. (correct)
  • Siempre es positivo en un campo eléctrico constante.
  • Es igual al producto de la carga y la distancia.

¿Qué determina la frecuencia angular de giro de un positrón en un campo magnético?

  • La diferencia de potencial a la que fue acelerado.
  • La carga del positrón y la resistencia del circuito.
  • La masa del positrón y el valor del campo magnético. (correct)
  • El radio de la órbita y la velocidad del positrón.

Si la espira gira en un campo magnético, ¿qué fenómeno se produce?

<p>Inducción electromagnética. (A)</p> Signup and view all the answers

La diferencia de potencial utilizada para acelerar un positrón se relaciona con:

<p>La cantidad de carga y la energía cinética adquirida. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué ocurre con la corriente que se induce en la espira si gira a mayor velocidad?

<p>Aumenta, debido al incremento de la fuerza electromotriz inducida. (D)</p> Signup and view all the answers

Para un electrón en un campo eléctrico, ¿cuál es el sentido de la fuerza que actúa sobre él?

<p>En la misma dirección que el campo eléctrico. (B)</p> Signup and view all the answers

Si la espira está en reposo y circula corriente, ¿qué pasa con el vector fuerza que actúa sobre ella?

<p>Depende del campo magnético y la corriente. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la permeabilidad magnética del vacío utilizada en los cálculos?

<p>$4 ext{π} imes 10^{-7} ext{ N A}^{-2}$ (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué intensidad de corriente circula por el hilo A en el problema de los hilos paralelos?

<p>1 A (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la fuerza electromotriz inducida en el circuito formado por la varilla y los raíles?

<p>1.2 V (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué dirección tiene la fuerza que experimenta la carga en el campo magnético?

<p>Perpendicular a la dirección de la corriente (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la separación entre los hilos A y B?

<p>25 cm (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la masa de la carga que se mueve en el plano XY?

<p>$5 imes 10^{-21} ext{ kg}$ (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué carga es necesaria para compensar la fuerza que ejerce el hilo sobre la carga q?

<p>5 μC (B)</p> Signup and view all the answers

¿A qué distancia se encuentra la carga q del hilo por el que circula 3 A?

<p>1 m (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la expresión para el flujo magnético a través de una espira cuadrada de lado 20 cm cuando el campo magnético es B(t) = K t con K = 2·10^-3 T s^-1?

<p>$0.04 K t^2$ (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué fuerza por unidad de longitud ejerce el conductor A sobre el conductor B dado que A transporta 2 A y B 5 A?

<p>0.4 N/m en dirección positiva (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la dirección del campo magnético en el punto P debido a los hilos conductores?

<p>Hacia arriba (C)</p> Signup and view all the answers

Tras ser acelerados a partir de una diferencia de potencial de 3 kV, ¿cuál es la velocidad adquirida por los iones de Ag+?

<p>$v = 1800 m/s$ (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se calcula el radio de la trayectoria de los iones de Ag+ al entrar en un campo magnético de 200 mT?

<p>$r = \frac{mv}{Bq}$ (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué ocurre con la trayectoria de un protón que atraviesa un campo eléctrico y un campo magnético a la vez?

<p>Se mueve en línea recta (B)</p> Signup and view all the answers

Si la intensidad de corriente en un hilo aumenta, ¿qué efecto tiene en el campo magnético generado por el hilo?

<p>Aumenta la magnitud del campo magnético (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la corriente que circula en el circuito formado por una varilla moviéndose en un campo magnético de -0.4 T y una resistencia de 0.5 Ω?

<p>$0.4 A$ (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué fuerza actúa sobre una carga en movimiento en presencia de un campo magnético?

<p>Fuerza magnética (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué campo magnético produce el conductor A en la posición del conductor B si A transporta 2 A?

<p>$0.8·10^{-6} T$ (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la dirección de la fuerza magnética que actúa sobre la varilla que se desliza en un campo magnético uniforme?

<p>Perpendicular a la dirección del movimiento y el campo (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la fuerza electromotriz inducida en una varilla que se mueve en un campo magnético uniforme?

<p>Es proporcional a la velocidad y la longitud de la varilla (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué dirección tienen las corrientes en los hilos paralelos al eje z y qué efecto tienen sobre el campo magnético?

<p>Ambos en direcciones opuestas, se atraen (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué representa la permeabilidad magnética del vacío en el contexto de los hilos conductores?

<p>La capacidad de generar un campo magnético (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el comportamiento esperado de una partícula con carga positiva en un campo magnético uniforme?

<p>Describe una trayectoria circular (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se relaciona la resistencia con la intensidad de corriente en un circuito?

<p>La corriente es inversamente proporcional a la resistencia (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué módulo de velocidad debe tener un electrón en presencia de un campo eléctrico de $4×10^5$ N/C y un campo magnético de 2 T para no desviarse?

<p>$3,2 × 10^6$ m/s (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el radio de la órbita descrita por el electrón cuando se suprime el campo eléctrico, dado el módulo de su velocidad calculado anteriormente?

<p>5,0 cm (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué ocurre con la fuerza electromotriz inducida en la espira cuando se aumenta la frecuencia de giro?

<p>Aumenta (A)</p> Signup and view all the answers

Si I1 = 0, I2 = 5 mA e I3 = 10 mA, ¿cuál es la fuerza por unidad de longitud entre los hilos?

<p>0,05 N/m (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la energía cinética del electrón que se mueve con una velocidad de $4 × 10^6$ m/s?

<p>$1,44 × 10^{-18}$ J (C)</p> Signup and view all the answers

En un campo magnético de $0,6$ T, ¿qué dirección tendría el campo eléctrico de $3·10^5$ N/C?

<p>Positiva en el eje OZ (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué valor tiene la permeabilidad magnética del vacío, según los datos proporcionados?

<p>$4π × 10^{-7}$ N A$^{-2}$ (B)</p> Signup and view all the answers

Si se realiza un esquema gráfico para determinar la aceleración de un electrón en un campo magnético, ¿qué características debe tener su representación?

<p>Debería incluir la dirección de la velocidad y el campo magnético (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la permeabilidad magnética del vacío mencionada en el problema?

<p>$4π imes 10^{-7}$ NA-2 (D)</p> Signup and view all the answers

Para que el campo magnético en el punto P sea paralelo a la recta que une los hilos, ¿qué relación debe existir entre I1 e I2?

<p>I1 = I2 (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la fuerza electromotriz inducida máxima cuando la frecuencia es 180 Hz en el mismo campo magnético?

<p>100 V (C)</p> Signup and view all the answers

Mientras un electrón se mueve en una región con un campo eléctrico y un campo magnético, ¿cuál de los siguientes enunciados sobre el trabajo realizado por los campos es correcto?

<p>El campo eléctrico realiza trabajo, el magnético no. (D)</p> Signup and view all the answers

Si un hilo conductor lleva una corriente hacia el lector, ¿cuál es la dirección del campo magnético producido por este hilo?

<p>Hacia afuera del papel (D)</p> Signup and view all the answers

Cómo se comporta la dirección del campo magnético en el punto Q respecto al punto P y a los hilos conductores?

<p>Es opuesta a la de P (C)</p> Signup and view all the answers

Si la carga de una partícula es positiva, ¿se puede afirmar que el campo magnético en esa región es nulo?

<p>No se debe concluir eso. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el efecto de duplicar el valor del campo magnético mientras la frecuencia se mantiene en 120 Hz?

<p>Aumenta a 100 V (C)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Flujo magnético

Medida de la cantidad de campo magnético que atraviesa una superficie.

Fuerza electromotriz inducida (FEM)

Fuerza que impulsa la corriente eléctrica en un circuito cerrado debido a un cambio en el flujo magnético a través de él.

Campo magnético creado por un hilo

Campo magnético generado por una corriente eléctrica que fluye por un conductor.

Fuerza magnética entre hilos

Fuerza que dos hilos paralelos portadores de corriente ejercen entre sí.

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Aceleración de iones

Proceso de aumentar la velocidad de los iones utilizando una diferencia de potencial.

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Radio de la trayectoria de iones en campo magnético

Radio de la trayectoria circular que siguen los iones cuando entran en un campo magnético.

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Fuerza sobre conductor en campo magnético

Fuerza que un campo magnético ejerce sobre un conductor que lleva corriente.

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Fuerza magnética por unidad de longitud

Magnitud que describe la fuerza magnética entre dos hilos por unidad de longitud.

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Fuerza magnética sobre un electrón

La fuerza que un campo magnético ejerce sobre un electrón en movimiento.

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Fuerza eléctrica sobre un electrón

La fuerza que un campo eléctrico ejerce sobre un electrón.

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Fuerza total sobre un electrón

La suma vectorial de las fuerzas magnética y eléctrica sobre un electrón.

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Diferencia de potencial

La diferencia de energía potencial por unidad de carga entre dos puntos en un campo eléctrico.

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Trabajo realizado por una fuerza

El producto de la fuerza neta por la distancia en la misma dirección de la fuerza.

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Campo magnético uniforme

Un campo magnético que tiene la misma magnitud y dirección en todos los puntos del espacio.

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Campo eléctrico uniforme

Un campo eléctrico que tiene la misma magnitud y dirección en todos los puntos del espacio.

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Radio de la órbita circular de un positrón

La medida del radio de la trayectoria circular descrita por un positrón en un campo magnético.

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Campo magnético por un conductor

El campo magnético generado por un conductor que transporta corriente.

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Fuerza magnética entre conductores

La fuerza que dos conductores paralelos con corriente experimentan entre sí.

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Fuerza electromotriz inducida

La fuerza impulsora que crea una corriente en un circuito debido a un cambio de flujo magnético.

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Campo magnético en un punto

El valor y la dirección del campo magnético en una ubicación específica.

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Movimiento de carga en campo magnético

Cómo una carga eléctrica se mueve en presencia de un campo magnético.

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Intensidad de corriente

La tasa de flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo.

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Campo magnético nulo

Una ubicación en la que el campo magnético total es cero.

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Campo eléctrico (módulo)

Magnitud que describe la fuerza eléctrica ejercida sobre una carga en un punto del espacio.

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Campo magnético (módulo)

Magnitud que describe la fuerza magnética ejercida sobre una carga en movimiento en un punto del espacio.

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Velocidad perpendicular a campos

Velocidad de una partícula que se mueve en forma perpendicular a un campo eléctrico y magnético, evitando desviaciones.

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Frecuencia de giro de la espira

Número de giros por unidad de tiempo de una espira en un campo magnético.

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Flujo de campo magnético

Medida de cómo un campo magnético atraviesa una superficie.

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Campo magnético en un vértice

La intensidad del campo magnético en un vértice de un cuadrado formado por conductores con corriente.

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Fuerza por unidad de longitud

Fuerza magnética entre dos hilos conductores paralelos por unidad de longitud.

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Fuerza sobre una carga

La fuerza sobre una carga en movimiento en un campo magnético viene dada por la ley de Lorentz: F = qvB.

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¿Cómo afecta el sentido de la corriente al campo magnético?

El sentido de la corriente determina la dirección del campo magnético alrededor del conductor.

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Velocidad para que una partícula no se desvíe

La velocidad de una partícula cargada debe ser tal que la fuerza eléctrica y la fuerza magnética se cancelen, de modo que la partícula atraviese la región sin desviarse.

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Trayectoria de una partícula en un campo magnético

Una partícula cargada en un campo magnético uniforme se mueve en una trayectoria circular.

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Trayectoria en campo eléctrico uniforme

En un campo eléctrico uniforme, una partícula cargada describe una trayectoria parabólica.

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Intensidad de la corriente en un circuito

La intensidad de la corriente en un circuito se calcula dividiendo la FEM inducida entre la resistencia del circuito.

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Campo magnético de un hilo

El campo magnético generado por un hilo conductor rectilíneo infinito es inversamente proporcional a la distancia al hilo y proporcional a la intensidad de corriente que circula por él.

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Dirección del campo magnético

La dirección del campo magnético generado por un hilo se determina con la regla de la mano derecha: si el pulgar apunta en la dirección de la corriente, los dedos curvos indican la dirección del campo.

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Campo magnético resultante

El campo magnético resultante en un punto debido a varios hilos conductores se obtiene sumando vectorialmente los campos de cada hilo.

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Trabajo realizado por campo magnético

Un campo magnético no realiza trabajo sobre una carga en movimiento, ya que la fuerza magnética es siempre perpendicular a la velocidad de la carga.

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Frecuencia y FEM inducida

La fuerza electromotriz inducida es directamente proporcional a la frecuencia del cambio del flujo magnético.

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Study Notes

Resumen de Ejercicios de Física PAU

  • 2025-Modelo:

    • Se describen dos hilos infinitos paralelos, con corrientes I₁ y I₂ que transportan corriente. Se pide el campo magnético en el origen y la fuerza por unidad de longitud entre los hilos.
    • Se describe un problema con un ion de masa m y carga q acelerado mediante una diferencia de potencial de 22 kV, en un campo magnético de 1,5 T. Se pide la relación m/q y la frecuencia de giro.

  • 2024-Julio-Coincidentes:

    • Problema de dos hilos indefinidos paralelos al eje z con intensidades de corriente conocidas.
    • Se solicita el campo magnético en puntos A y B.
    • Se plantea un problema con un hilo conductor y una espira rectangular en el plano zy. Se requiere determinar el campo magnético generado por el hilo y la fuerza sobre los tramos verticales de la espira.

  • 2024-Junio-Coincidentes:

    • Un hilo conductor lleva una corriente.
    • Se precisa el campo magnético generado por el hilo.
    • Se calcula la fuerza que ejerce el campo magnético sobre cada tramo vertical de la espira.

  • 2024-Modelo:

    • Problema con un solenoide infinitamente largo con 250 espiras/metro.
    • Se solicita el campo magnético en el interior del solenoide para dos instantes de tiempo.
    • El problema involucra una espira cuadrada en el interior del solenoide con resistencias eléctricas determinadas.
    • Se precisa calcular la intensidad de corriente inducida en dos instantes concretos.

  • 2023-Julio: 

    • Problema con dos hilos rectilíneos infinitos y paralelos al eje y llevando corrientes de 10 A. Se pide la intensidad de la corriente en el segundo hilo si el campo magnético en x = 0.4 m es cero.
    • Un problema con un ion de helio.
    • Se pide la aceleración que experimenta el ion en un instante dado en un campo eléctrico.
    • Se pide la fuerza total sobre el ion en un instante posterior a la aplicación de un campo magnético.

  • 2023-Junio-Coincidentes:

    • Una espira cuadrada gira en un campo magnético uniforme.
    • Se busca la expresión del flujo magnético a través de la espira y la fuerza electromotriz (fem) inducida en función del tiempo.
    • Un problema donde un ion de He⁺ está en un campo eléctrico. 

  • 2023-Modelo:

    • Problema con un hilo conductor y dos corrientes paralelas.
    • Determinar la intensidad de la segunda corriente sabiendo que el campo magnético total es nulo en un punto dado.
    • Problemas con un electrón moviéndose a una determinada velocidad.

  • 2022-Julio-Coincidentes:

    • Dos hilos conductores paralelos con corrientes conocidas.
    • Calcular el campo magnético en un punto dado.
    • Calcular la fuerza por unidad de longitud que ejerce un hilo sobre el otro.
    • Problemas con un haz de iones Ag⁺ que se aceleran en una diferencia de potencial y entran en un campo magnético.
    • Obtener la velocidad de los iones y el radio de su trayectoria.

  • 2022-Julio:

    • Se plantea un problema con una espira cuadrada sometida a un campo magnético variable.
    • Se pide obtener la fuerza electromotriz y la corriente inducida en la espira para un instante de tiempo específico.
    • Problemas con dos hilos paralelos, con una corriente establecida y se pide el campo en un punto.
    • Problemas de hilos, con una espira rectangular, pidiendo la fuerza que actúa.

  • 2022-Junio:

    • Problema con dos hilos conductores paralelos.
    • Problemas relacionados con la fuerza por unidad de longitud.
    • Ejercicios con haz de iones (Ag⁺) sometidos a un campo magnético.
    • Se pide obtener la velocidad y el radio de trayectoria.

  • 2022-Modelo:

    • Problemas con hilos indefinidos, con espira rectangular.
    • Problemas que calculan campo magnético y fuerza.
    • Problemas con un solenoide con corriente variable en el tiempo.
    • Problemas con espira cuadrada y campo magnético que varía con el tiempo.
    • Problemas con hilos infinitos paralelos que llevan corrientes.

  • 2021-Julio:

    • Un problema con tres hilos paralelos de corrientes conocidas.
    • Calcular el campo magnético en un punto dado.
    • Calcular la fuerza por unidad de longitud que ejerce un hilo sobre los otros.
    • Un problema de espectrómetro de masas donde se calcula la velocidad de los iones y el radio de la trayectoria.

  • 2021-Junio-Coincidentes:

    • Un problema con un solenoide que se calcula una intensidad y un flujo magnético.
    • Un problema sobre el campo magnético generado por un hilo.
    • Calcular la fuerza magnética que experimenta un electrón.

  • 2021-Modelo:

    • Un problema con un alambre en forma de U y una varilla que se mueve.
    • La velocidad y la fuerza necesarias para que la velocidad sea constante.
    • Problema con una espira circular que gira en un campo magnético homogéneo.
    • Flujo del campo magnético y fuerza electromotriz inducida en dos casos diferentes.

  • Y así sucesivamente con los demás ejercicios y problemas.

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