Ejercicio B.3 · Física PAU Castilla y León Extraordinaria 2022

Valor o variación de la f.e.m. inducida en la espira

Solución: 0 / Nula / Es cero en todo momento

Razonamiento detallado (flujo magnético y ley de Faraday-Lenz)

Solución: Las líneas de campo magnético $\vec{B}$ producidas por un hilo recto indefinido son circunferencias concéntricas situadas en planos perpendiculares al hilo. Dado que el hilo pasa por el centro de la espira y es perpendicular a su plano: 1. El plano de la espira coincide con el plano de las líneas de campo magnético. 2. Por tanto, el vector campo magnético $\vec{B}$ es siempre tangente al plano de la espira en cada punto de su superficie, lo que implica que $\vec{B}$ es perpendicular al vector diferencial de superficie $d\vec{S}$ (que es paralelo al eje del hilo). $$\vec{B} \cdot d\vec{S} = 0$$ 3. En consecuencia, el flujo magnético a través de la espira es nulo en todo momento: $$\Phi = \int_{\text{espira}} \vec{B} \cdot d\vec{S} = 0$$ 4. Al desplazarse la espira a lo largo del hilo, el flujo sigue siendo idénticamente cero, por lo que no varía en el tiempo ($\frac{d\Phi}{dt} = 0$). Según la ley de Faraday-Lenz: $$\varepsilon = -\frac{d\Phi}{dt} = 0$$ La fuerza electromotriz inducida en la espira es nula y no varía.