PAU Física 2019 · Setembre · Sèrie 5 · Exercici 4 (Opció A)

P4) Introduïm una espira metàŀlica rectangular de 5 Ω de resistència elèctrica en una regió de l’espai delimitada per un camp magnètic uniforme de 0,2 T perpendicular a la super­ fície de l’espira. Les dimensions de l’espira són a = 3 cm i b = 6 cm, i es mou a una velo­ citat de 2 m s–1. a) Digueu si circula corrent elèctric per l’espira en les tres situacions següents: en entrar al camp, quan hi està totalment immersa i en sortir-ne, i determineu en cada cas el sentit de circulació de la intensitat corresponent. Justifiqueu les respostes. [1 punt] b) Calculeu la força electromotriu i la intensitat del corrent elèctric que es genera en cada cas. [1 punt]

a) B Només s'induirà corrent si es produeix una variació de flux magnètic a través de la superfície de l'espira (0,2 p). La variació de flux es produirà en entrar i en sortir l'espira del camp magnètic. (0,2 p). D'acord amb la Llei de Lenz, el sentit del corrent serà tal que originaria un camp magnètic que s'oposarà a la variació de flux magnètic (0,2 p), de manera que: - A l'entrar l'espira, el sentit de circulació del corrent serà antihorari (0,2 p). - En sortir del camp magnètic el sentit del corrent serà horari (0,2 p). b) 𝑑𝜑 𝐵𝑑𝑠 𝑑𝑥 𝑑𝑡= 𝐵𝑎𝑣 (en entrar i en sortir del camp) 0,3 p 𝜀= | 𝑑𝑡| = 𝑑𝑡= 𝐵𝑎 0,3 p 𝜀= 0,2 ⋅0,03 ⋅2 = 0,012 V 𝜀 0,012 = 2,4 × 10−3 A (en entrar i en sortir del camp) 0,4 p 𝐼= 𝑅=