Ejercicio P7 · Física Selectividad Cataluña Setembre Serie 1 2021

Un alternador consisteix en una bobina de 100 espires rectangulars. Les dimensions dels costats llarg i curt de la bobina són 2,0 cm i 1,6 cm, respectivament. La bobina gira amb una freqüència de 60 voltes per segon dins d'un camp magnètic uniforme de magnitud $B = 0{,}1\text{ T}$. L'orientació relativa entre el camp magnètic i la bobina ve donada per l'angle $\theta$ que formen el camp magnètic i el vector $\vec{S}$ perpendicular al pla que conté la bobina.

a)

Determineu el valor del flux del camp magnètic a través d'una espira de la bobina quan el camp magnètic és perpendicular a la superfície de l'espira (angle $\theta = 0\text{ rad}$) i per a una orientació qualsevol (indiqueu el resultat en funció de l'angle $\theta$). [1,25 punts]

b)

A partir del flux del camp magnètic a través de la bobina, determineu l'evolució de la força electromotriu en funció del temps, suposant que inicialment l'angle $\theta$ és igual a $0\text{ rad}$. Calculeu el valor màxim de la força electromotriu induïda en la bobina. [1,25 punts]