Cuestión 3 · Física PAU Valencia Ordinaria 2021

Tema: Inducción electromagnética: leyes de Faraday y Lenz · Del examen Ordinaria (2021)

Enunciado

CUESTIÓN 3 - Interacción electromagnética

Considera una espira conductora plana sobre la superficie del papel. Esta se encuentra en el seno de un campo magnético uniforme de módulo B=1 TB = 1\text{ T}, que es perpendicular al papel y con sentido saliente. Aumentamos la superficie de la espira de 2 cm22\text{ cm}^2 a 4 cm24\text{ cm}^2 en 10 s10\text{ s}, sin que deje de ser plana y perpendicular al campo. Calcula la variación de flujo magnético y la fuerza electromotriz media inducida en la espira. Justifica e indica claramente con un dibujo el sentido de la corriente eléctrica inducida.

Enunciado: Cuestión 3 · Física PAU Valencia Ordinaria 2021

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

Calcula la variación de flujo magnético

Solución: 2⋅10−42\cdot 10^{-4} Wb

Calcula la fuerza electromotriz media inducida en la espira

Solución: 2⋅10−52\cdot 10^{-5} V / −2⋅10−5-2\cdot 10^{-5} V

Indica el sentido de la corriente eléctrica inducida

Solución: Sentido horario

Justifica la respuesta aplicando la ley de Faraday-Lenz

Solución: Según la ley de Faraday-Lenz, ɛ=−dΦdtɛ = -\frac{d\Phi}{dt}. El signo negativo refleja la ley de Lenz: los efectos inductivos se oponen a la causa que los produce (la variación de flujo magnético).

Indica claramente con un dibujo el sentido de la corriente eléctrica inducida

Solución: Espira cerrada en el plano del papel con flechas indicando el sentido de la corriente en dirección de las agujas del reloj (horario), con el campo magnético exterior B⃗\vec{B} saliente (representado por puntos ⊙\odot) y opcionalmente el campo magnético inducido B⃗ind\vec{B}_{ind} entrante (representado por cruces ⊗\otimes).

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