Problema 6 de Física de la Selectivitat 2023
Juny 2023, Sèrie 5 · Proves d'accés a la universitat (PAU) de Catalunya.
Temes: Camp magnètic, electromagnetisme i inducció
Enunciat
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}. [Esquema d'un circuit amb un imant sobre una balança i detall del fil conductor entre els pols de l'imant] 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. [Esquema de dos fils paral·lels separats per una distància r] 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 m A}^{-1}.
Les imatges de l'enunciat i la solució d'aquest problema són a la web.
Veure la solució del problema