Ejercicio P2 · Física Selectividad Cataluña Juny Serie 1 2023

P2) Un fil conductor molt llarg segueix l'eix $z$ i transporta un corrent $I = 2{,}00\text{ A}$. Quan arriba a l'altura de $z = 0{,}00\text{ cm}$ canvia de direcció i traça una circumferència en el pla $xy$, de radi $R = 2{,}00\text{ cm}$ i centrada al punt $(0, R, 0)$, i després continua per l'eix $z$.

Dades:

El mòdul del camp magnètic creat per un fil infinit per on circula un corrent $I$ a una distància $r$ del fil és $B = \dfrac{\mu_0 I}{2\pi r}$.

El mòdul del camp magnètic creat al centre d'una espira de radi $R$ per on circula un corrent $I$ és $B = \dfrac{\mu_0 I}{2R}$.

$\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7}\text{ T}\cdot\text{m}\cdot\text{A}^{-1}$.

a)

Calculeu el vector i el mòdul del camp magnètic total al centre de la circumferència, és a dir, al punt $(0, R, 0)$. [1,25 punts]

b)

Podem girar a voluntat l'espira respecte a l'eix $y$. En quina direcció hem d'orientar-la per a obtenir el mòdul del camp magnètic mínim i el mòdul del camp magnètic màxim? Trobeu aquests dos valors del mòdul del camp magnètic i especifiqueu el pla on hi ha l'espira i el sentit de gir del corrent en cada cas. [1,25 punts]

Cas de camp magnètic mínim:

Cas de camp magnètic màxim: