1. El electrón B experimentará una mayor fuerza magnética debido a que la fuerza magnética es proporcional a la velocidad, y el electrón B se mueve a una velocidad mayor. 2. El documento presenta 21 problemas de física sobre electromagnetismo y campos eléctricos y magnéticos. Los problemas cubren temas como la fuerza sobre partículas cargadas en campos magnéticos, el campo magnético producido por corrientes eléctricas, y la interacción entre campos magnéticos y materiales conduct

1. Taller de la tercera unidad de Física
Electromagnética – Química y Biología
1. El electrón A se dispara horizontalmente con rapidez de 1x106
m/s en una región donde
existe un campo magnético vertical. El electrón B se dispara a lo largo de la misma
trayectoria con rapidez 2x106
m/s. i) ¿Sobre cuál electrón se ejerce una mayor fuerza
magnética? a) A. b) B. c) Las fuerzas tienen la misma magnitud distinta de cero. d) Las
fuerzas son ambas cero
2. Clasifique cada una de las siguientes como una cualidad de a) sólo fuerzas eléctricas, b)
sólo de fuerzas magnéticas, c) de fuerzas eléctricas y magnéticas o d) ni de fuerza eléctrica
ni de magnética. i) La fuerza es proporcional a la magnitud del campo que la ejerce. ii) La
fuerza es proporcional a la magnitud de la carga del objeto sobre el que se ejerce la fuerza.
iii) La fuerza que se ejerce sobre un objeto con carga negativa es opuesta en dirección a la
fuerza sobre una carga positiva. iv) la fuerza que se ejerce sobre un objeto con carga
inmóvil es cero. v) La fuerza que se ejerce sobre un objeto con carga en movimiento es
cero. vi) La fuerza que se ejerce sobre un objeto cargado es proporcional a su rapidez. vii)
La fuerza que se ejerce sobre un objeto con carga no puede alterar la rapidez del objeto.
viii) La magnitud de la fuerza depende de la dirección de movimiento del objeto con carga.
3. Un protón viaja con una rapidez de 3.00 x 106
m/s a un ángulo de 37.0° en la dirección de
un campo magnético con un valor de 0.300 T en la dirección de las y positivas. ¿Cuáles son
(a) la magnitud de la fuerza magnética ejercida sobre el protón y (b) su aceleración?
4. Un protón que se mueve a 4.00 x 106
m/s a través de un campo magnético de 1.70 T
experimenta una fuerza magnética de magnitud 8.20 x 10-13
N ¿Cuál es el ángulo que
forma la velocidad del protón y el campo magnético?
5. Un protón se mueve con una velocidad v=(2i - 4j + k) m/s en una región donde el campo
magnético tiene un valor B = (i - 2j - 3k) T. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza magnética que
experimenta esta carga?
6. Determine la dirección inicial de la deflexión de las partículas con carga cuando entran en
los campos magnéticos como los que se muestran en la figura

2. 7. Un electrón se mueve en una trayectoria circular perpendicular a un campo magnético
constante de magnitud 1.00 mT. El momentum angular del electrón en relación con el
centro del círculo es 4.00 x 1025
kgm2
/s. Determine (a) el radio de la trayectoria circular y
(b) la rapidez del electrón.
8. ¿Una partícula cargada puede moverse a través de un campo magnético sin experimentar
fuerza alguna? Si es así, ¿cómo? Si no, ¿por qué?
9. Una varilla de cobre, recta y horizontal, transporta una corriente de 50.0 A de oeste a este,
en una región entre los polos de un electroimán grande. En esta región hay un campo
magnético horizontal dirigido hacia el noreste (es decir, a 45° al norte del este), con
magnitud de 1.20 T. (a) Encuentre la magnitud y dirección de la fuerza sobre una sección
de 1.00 m de longitud de la varilla. (b) Si la varilla permanece horizontal, ¿cómo debería
orientarse para maximizar la magnitud de la fuerza? En este caso, ¿cuál es la magnitud de
la fuerza?
10. Una partícula con carga de 7.80 C se mueve con velocidad ⃗ = −(3.8 × 10 / ) ̂ . Se
mide la fuerza magnética sobre la partícula y resulta ser de ⃗ = (7.6 × 10 ) ̂ −
(5.2 × 10 ) . (a) Calcule todas las componentes del campo magnético con base en
esta información.
11. Una partícula con masa de 0.195 g lleva una carga de 22.50 X 1028
C. Se da a la partícula
una velocidad horizontal inicial hacia el norte y con magnitud de 4.00 X 104
m/s. ¿Cuáles
son la magnitud y la dirección del campo magnético mínimo que mantendrá la partícula en
movimiento en el campo gravitacional terrestre, en la misma dirección horizontal hacia el
norte?
12. Se deja caer una pelota de 150 g que contiene 4.00 X 108
electrones excedentes hacia un
pozo vertical de 125 m. En el fondo del pozo, la pelota entra de súbito en un campo
magnético uniforme horizontal con magnitud de 0.250 T y dirección de este a oeste. Si la
resistencia del aire es despreciablemente pequeña, encuentre la magnitud y la dirección
de la fuerza que este campo magnético ejerce sobre la pelota cuando acaba de entrar al
campo. Una varilla horizontal de 0.200 m de largo conduce corriente y está montada en
una balanza. En el sitio donde se encuentra la varilla hay un campo magnético uniforme y
horizontal con magnitud de 0.067 T y dirección perpendicular a la varilla. Con la balanza, se
mide la fuerza magnética sobre la varilla y se observa que es de 0.13 N. ¿Cuál es el valor de
la corriente?

3. 13. Un alambre rectilíneo y vertical transporta una corriente de 1.20 A dirigida hacia abajo en
una región entre los polos de un gran electroimán superconductor, donde el campo
magnético tiene una magnitud B = 0.558 T y es horizontal. ¿Cuáles son la magnitud y
dirección de la fuerza magnética sobre una sección de 1.00 cm del alambre que se
encuentra en este campo magnético uniforme, si la dirección del campo magnético es
hacia a) el este, b) el sur, y c) 30.0° al sur del oeste?
14. Un alambre muy largo, recto y horizontal conduce una corriente tal que pasan 3.50 x 1018
electrones por segundo por cualquier punto dado, de oeste a este. ¿Cuáles son la
magnitud y dirección del campo magnético que produce este alambre en un punto a 4.00
cm directamente por encima de él?
15. Dos alambres largos, rectos y paralelos, separados por una distancia de 10.0cm,
transportan corrientes iguales de 4.00 A en la misma dirección, como se ilustra en la figura.
Determine la magnitud y dirección del campo magnético en a) el punto P1, a medio
camino entre los dos alambres; b) el punto P2, a 25.0 cm a la derecha de P1; c) el punto P3,
a 20.0 cm directamente arriba de P1
16. Dos alambres largos y paralelos están separados por una distancia de 2.50 cm. La fuerza
por unidad de longitud que cada uno ejerce sobre el otro es de 4.00 x 1025
N/m, y los
alambres se repelen. La corriente en uno de ellos es de 0.600 A. a) ¿Cuál es la corriente en
el segundo alambre? b) ¿Las dos corrientes fluyen en el mismo sentido o en sentidos
opuestos?
17. Una bobina circular con devanado compacto y radio de 2.40 cm tiene 800 espiras. (a) ¿Cuál
debe ser la corriente en la bobina si el campo magnético en el centro de ella es de 0.580 T?
(b) ¿A qué distancia x del centro de la bobina, sobre su eje, el campo magnético alcanza la
mitad del valor que tiene en el centro?
18. Un alambre recto largo de radio R= 0.5 cm porta una corriente estable de 1.3 mA que se
distribuye uniformemente a través de la sección transversal del alambre (figura 1). Calcule
el campo magnético a una distancia r1 = 3 cm y r2 = 0.3 cm desde el centro del alambre.
(Ayuda: Utilice la ley de Ampere para ello)
19. La espira rectangular de alambre que se ilustra en la figura tiene una masa de 0.15 g por
centímetro de longitud, y gira sobre el lado ab en un eje sin fricción. La corriente en el
alambre es de 8.2 A en la dirección que se ilustra. Encuentre la magnitud y la dirección del
campo magnético paralelo al eje y que ocasionará que la espira se balancee hasta que su
plano forme un ángulo de 30.0° con el plano yz.

4. 20. La figura muestra, en sección transversal, varios conductores que transportan corrientes a
través del plano de la figura. Las corrientes tienen las magnitudes I1 = 4.0 A, I2 = 6.0 A, e I3 =
2.0 A, con las direcciones que se indican. Se presentan cuatro trayectorias, designadas de a
a d. ¿Cuánto es la integral de línea para cada trayectoria? Cada integral implica ir alrededor
de la trayectoria en sentido antihorario. Explique sus respuestas
21. Un conductor sólido con radio a está sostenido por discos aislantes sobre el eje de un tubo
conductor con radio interior b y radio exterior c (figura). El conductor y el tubo central
conducen corrientes iguales I en sentidos opuestos. Las corrientes están distribuidas de
manera uniforme sobre las secciones transversales de cada conductor. Obtenga una
expresión para la magnitud del campo magnético (a) en puntos situados afuera del
conductor central sólido pero en el interior del tubo (a < r < b), y (b) en puntos situados
afuera del tubo (r > c).