Problema 4 de Física de la Selectivitat 2024
Juny 2024, Sèrie 5 · Proves d'accés a la universitat (PAU) de Catalunya.
Temes: Camp magnètic, electromagnetisme i inducció
Enunciat
P4) L'esquema bàsic d'un detector de metalls d'objectes soterrats és una espira de corrent per la qual es fa circular un corrent altern. El detector incorpora un sensor de camps magnètics que quan detecta un camp magnètic extern genera un senyal acústic. [Esquema d'un detector de metalls amb una espira sobre un anell enterrat] a) Representeu esquemàticament en el dibuix superior el camp magnètic creat per l'espira del detector de metalls en l'espai, incloent-hi la regió on es troba l'anell. Si el detector es troba immòbil damunt d'un anell conductor que està enterrat a la sorra, a partir de les lleis de la física, expliqueu com l'anell generarà un camp magnètic. Per què el detector de metalls no funcionaria si el corrent de l'espira del detector fos un corrent continu? [1,25 punts] b) L'imant de la figura següent es mou horitzontalment seguint uns passos concrets: primer es mou cap a la bobina fins que el pol nord arriba al centre de la bobina. Seguidament, recula per tornar a la posició original. Durant el desplaçament de l'imant enregistrem l'evolució temporal de la tensió generada entre els extrems de la bobina. Quin dels tres gràfics que mostren l'evolució de la tensió en funció del temps (a, b o c) correspon a aquesta experiència? Justifiqueu la resposta. Expliqueu com canviaria la representació de V(t) si el desplaçament de l'imant es fes el doble de ràpid, és a dir, si es tragués la meitat de temps a realitzar el desplaçament complet de l'imant. [1,25 punts] [Imatge d'una bobina connectada a un voltímetre i un imant, i tres gràfics de tensió en funció del temps a), b) i c)]
Les imatges de l'enunciat i la solució d'aquest problema són a la web.
Veure la solució del problema