Pregunta 4 · Física PAU Cantabria Ordinaria 2025

Tema: Inducción electromagnética · Del examen Ordinaria (2025)

Enunciado

Pregunta 4 [2,5 puntos]. En la Figura 4.1 adjunta, se representa una varilla metálica de 10 cm de longitud, cuyos extremos deslizan sin rozamiento sobre unos raíles metálicos horizontales, paralelos al eje XX. Los raíles y la varilla tienen resistencia despreciable. La varilla se mueve con velocidad v⃗=50 i⃗ cm/s\vec{v} = 50\ \vec{i}\ cm/s. Los raíles están conectados en x=0x=0 por una resistencia de valor R=1 ΩR = 1\ \Omega.

En la región hay un campo magnético uniforme B⃗=2 k⃗ T\vec{B} = 2\ \vec{k}\ T. Calcular:

a)

[1 PUNTO]. La fuerza electromotriz inducida en el circuito formado por la varilla, los raíles y la resistencia.

b)

[0,5 PUNTOS]. La intensidad de corriente en el circuito.

c)

[1 PUNTO]. Razonar si sobre la varilla se ejerce algún tipo de fuerza a consecuencia del campo magnético y en caso de ser así, justificar la dirección y el sentido de la misma.

Enunciado: Pregunta 4 · Física PAU Cantabria Ordinaria 2025

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) La fuerza electromotriz inducida en el circuito formado por la varilla, los raíles y la resistencia.

Solución: 0,1 V0{,}1\ \mathrm{V}

b) La intensidad de corriente en el circuito.

Solución: 0,1 A0{,}1\ \mathrm{A}

c) Razonar si sobre la varilla se ejerce algún tipo de fuerza a consecuencia del campo magnético y en caso de ser así, justificar la dirección y el sentido de la misma.

Solución: Sí: sobre la varilla actúa una fuerza magnética (de Lorentz) de módulo F=I d B=0,1⋅0,1⋅2=0,02F = I\,d\,B = 0{,}1\cdot 0{,}1\cdot 2 = 0{,}02 N, con dirección horizontal paralela al eje XX y sentido negativo (−i⃗-\vec{i}, hacia la izquierda), que frena el movimiento.

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