Ejercicio P6 · Física Selectividad Cataluña Juny Serie 5 2023

P6) En un experiment per a mesurar la força magnètica sobre una intensitat de corrent, situem un imant sobre una balança. L'imant té una llargària $L = 20{,}0\text{ cm}$. Entre els pols de l'imant hi passa un fil conductor de $15{,}0\text{ cm}$ de llargària que està orientat perpendicularment al camp magnètic. El camp magnètic creat per l'imant és homogeni en la regió on es troba el fil conductor. La balança marca $239\text{ g}$ quan no passa cap intensitat de corrent pel fil, mentre que quan hi circula una intensitat de $8{,}00\text{ A}$ la balança marca $243\text{ g}$.

a)

Quina és la intensitat del camp magnètic creat per l'imant? Justifiqueu per què la lectura de la balança augmenta quan hi passa corrent. [1,25 punts]

b)

Posteriorment, traiem l'imant i fem passar la mateixa intensitat de corrent, $8{,}00\text{ A}$, per un fil recolzat sobre la balança, paral·lel al fil anterior i situat a una distància $r$ per sota.

Quina hauria de ser aquesta distància $r$ per a obtenir la mateixa força sobre el primer fil conductor? [1,25 punts]

DADA:

La intensitat del camp magnètic creat per un conductor rectilini pel qual circula un corrent $I$ en un punt situat a una distància $r$ del conductor és: $B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r}$, en què $\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7}\text{ T}\cdot\text{m}\cdot\text{A}^{-1}$.