PAU Física 2011 · Juny · Sèrie 4 · Exercici 3 (Opció B)

Opció B P3) En la figura es mostra un dispositiu format per una barra de ferro que pot girar lliurement al voltant d’un eix vertical entre els pols d’un imant perma- nent de ferradura. Un fil elèctric aïllat envolta la barra. a) Fem circular un corrent continu pel fil elèctric en el sentit indicat en la figura. Dibuixeu les línies del camp magnètic generat per l’electroi- mant i expliqueu raonadament com es mourà la barra. b) Si fem girar la barra sense fer circular cap corrent elèctric, tenim un generador. En la gràfica es mostra la variació del flux magnètic (Φ) a través de la bobina en fun- ció del temps quan la barra gira. Expliqueu raonadament en quins moments hi ha força electromotriu (FEM) induïda en les espires.

OPCIÓ B P3) a) De forma esquemàtica es mostra a la figura les línies de camp magnètic: [0.5] Les línies de camp magnètic entran pel pol Sud i surten pel pol Nord, per tant en la figura que es mos- tra, l’extrem mes proper serà el pol Sud i l’altre extrem el pol Nord, per tant el pol Sud de l’eletroimà s’acostarà al pol Nord de l’imà, o sigui l’electroimà girarà segons les agulles del rellotge. [0.5] b) Per la llei de Lenz sabem que la for¸ca electromotriu generada en una espira està condicionada a que hi hagi un variació del fluxe magnètic a través de l’espira al llarg del temps: ε = −d Φ d t [0,6] Per tant en la gràfica que es mostra es generarà for¸ca electromotriu ens els intervals següents: 10 ≤t ≤12; 18 ≤t ≤20; 40 ≤t ≤42 i 48 ≤t ≤50 tots els intervals en ms. [0.4]