PAU Física 2023 · Juny · Sèrie 1 · Exercici 6

P6) Una espira es troba fixa en una regió on hi ha un camp magnètic uniforme en direcció perpendicular al full i cap endins, tal com s’indica a la figura de l’esquerra. En la figura de la dreta es mostra la gràfica de la variació del flux que travessa l’espira en funció del temps. a) Determineu el sentit del corrent induït en l’interval de temps de 0 s a 4 s, en l’interval de 4 s a 8 s i en l’interval de 8 s a 12 s. Justifiqueu quina de les variacions de camp magnètic representades a sota (a o b) provoca la variació de flux. [1,25 punts] b) Calculeu la intensitat de corrent elèctric en cada interval de temps si la resistència de l’espira és de 5 mΩ. [1,25 punts] Nota: La llei d’Ohm estableix que I = V/R.

0,25 p. De 0 a 4 s el flux augmenta de 0 a 2,4 × 10−3 Wb; per tant, el camp magnètic augmenta (figura 1). Llavors, s’induirà un corrent que s’oposa al canvi. Segons la regla de la mà dreta, el corrent circularà en sentit antihorari, com s’indica a la figura 2. 0,25 p. De 4 a 8 s el flux no varia, no hi ha corrent induït. 0,25 p. de 8 a 12 s el flux augmenta de 2,4 × 10−3 a 7,2 × 10−3 Wb; per tant, el camp magnètic augmenta (figura 1). Llavors, s’induirà un corrent que s’oposa al canvi. Segons la regla de la mà dreta, el corrent circularà en sentit antihorari, com s’indica a la figura 2. 0,5 p. Com que l’àrea de l’espira és constant i la direcció del camp magnètic és constant i el camp magnètic és uniforme, el flux s’expressa així: 𝜙𝑚= 𝐵· 𝑆 En aquesta fórmula, S és la superfície de l’espira. Com que S és constant, l’augment de flux només es pot explicar perquè augmenta el camp magnètic. Així, durant els intervals de temps de 0 a 4 i de 4 a 8, el camp magnètic ha d’augmentar; llavors, la […]