PAU Física 2014 · Setembre · Sèrie 5 · Exercici 4 (Opció A)

P4) Un fil conductor rectilini de longitud l = 5 m i massa m = 100 g es troba situat paraŀlela­ ment al terra (pla xy), sobre l’eix x, i sota l’acció d’un camp magnètic uniforme. a) Determineu el mòdul, la direcció i el sentit del camp magnètic que fa que es man­ tingui suspès en l’aire quan un corrent I = 0,3 A circula pel fil des de les x negatives cap a les x positives. b) Si ara enrotllem el fil per a crear una espira circular i la situem de manera que el ⟶ = 0,1[cos(10pt)i ⟶ + cos(10pt) j ⟶]. Justifiqueu la resposta. seu pla sigui paraŀlel al pla xy, calculeu la FEM que indueix sobre l’espira un camp magnètic variable B Dada:  L’acceleració de la gravetat és 9,8 m s–2

P4) a) Per tal que el fil es trobi suspés a l’aire, cal que hi hagi una for¸ca que compensi la for¸ca de gravetat. Per tant, el camp magnètic ha de fer una for¸ca sobre el fil cap amunt, és a dir, en la direcció positiva de l’eix Z. 0.2 Partint de l’expressió⃗F = I⃗L ∧⃗B 0.2 amb⃗F 0.2 apuntant cap a les z’s positives, i el vector⃗L cap a les x’s positives, el camp⃗B necessàriament ha d’apuntar en la direcció positiva de l’eix Y . Pel que fa al seu mòdul, cal que compensi el de la for¸ca de gravetat, i per tant ILB = mg 0.2 d’on resulta B = mg IL = 0, 1 × 9, 8 = 0, 65 T 0.2 0, 3 × 5 b) Amb el fil rectilini fem una espira circular que situem al pla XY , i el camp magnètic també es troba situat al pla XY , de forma que el flux del camp és Φ =⃗B ·⃗S = 0, en cada instant, ja que els vectors camp magnètic i superfície de l’espira són perpendiculars. 1