27-1

Capítulo 27

Magnetismo

1. Las líneas de campo magnético siempre

A. se originan en el polo norte de los imanes y se extienden hasta el infinito

B. se originan en el polo sur de los imanes y se extienden hasta el infinito

C. forman circuitos cerrados

D. ninguna de las otras opciones es correcta

Sección: 27.1

2. La fuerza magnética experimentada por una partícula cargada siempre apunta

A. en la misma dirección que el campo magnético

B. en dirección opuesta al campo magnético

C. en la misma dirección o en dirección opuesta al campo magnético dependiendo de la carga

de la partícula que experimenta la fuerza

D. ninguna de las otras opciones es correcta

Sección: 27.2

3. Dos protones se mueven con movimiento circular uniforme en presencia de campos

magnéticos uniformes. Un protón se mueve dos veces más rápido que el otro protón. La

magnitud del campo magnético en el que se sumerge el primer protón es el doble de la

magnitud del campo magnético en el que se sumerge el segundo protón. El radio del círculo

alrededor del cual el primer protón se mueve es r. ¿Cuál es el radio del círculo alrededor del

cual se mueve el segundo protón?

A. r/2

B. r

C. 2r

D. 4r

Sección: 27.3

4. Si inmerso en campos magnéticos de igual magnitud, ¿qué se puede decir de las frecuencias

de ciclotrón de los protones y electrones?

A. La frecuencia de ciclotrón de los protones es mayor

B. La frecuencia de ciclotrón de los protones es menor

C. Las frecuencias de ciclotrón son iguales

D. Para poder comparar las frecuencias de ciclotrón es necesario determinar primero la

rapidez con que se mueven las partículas

Sección: 27.3

27-2

5. Los electrones se mueven hacia la derecha en un alambre de cobre, mientras que la

dirección del campo magnético es hacia usted. ¿En qué dirección es la fuerza magnética sobre

el alambre de cobre?

A. hacia arriba

B. hacia abajo

C. se aleja de usted

D. hacia la izquierda

Sección: 27.4

6. Un electrón viaja con una velocidad de 6,0 105 m/s �̂� cuando entra en una campo

magnético uniforme de magnitud 0.60 T, el cual apunta en la dirección �̂� . La magnitud de la

fuerza que actúa sobre el electrón es

A. 2,6 10-14 N.

B. 5,8 10-14 N.

C. 8,5 10-14 N.

D. 9,4 10-14 N.

Sección: 27.3

7. Un electrón que viaja con una rapidez de 6,0 105 m/s entra en un campo magnético

uniforme de 0.060 T. En el momento de entrar al campo magnético, el electrón se mueve a un

ángulo de 25 con respecto a las líneas de campo magnético. Luego el electrón describe una

trayectoria helicoidal de radio

A. 1,3 10-5 m

B. 2,4 10-5 m

C. 4,8 10-5 m

D. 5,7 10-5 m

Sección: 27.3

27-3

8. Un electrón que viaja con una rapidez de 6,00 105 m/s entra en un campo magnético

uniforme de 0,0600 T a un ángulo con respecto a las líneas de campo. Luego el electrón

sigue una trayectoria helicoidal de radio 4,80 10-5 m. El ángulo es

A. 25,3

B. 32,3

C. 57,6

D. 61,4

Sección: 27.3

9. Un electrón es acelerado desde el reposo mediante un voltaje de 600 V. El electrón entra en

un campo magnético de magnitud 5,7 10-2 T y sigue una trayectoria circular. Determine el

radio de la trayectoria circular.

A. 1,0 10-3 m

B. 1,4 10-3 m

C. 1,5 10-3 m

D. 1,8 10-3 m

E. 2,0 10-3 m

Sección: 27.3

10. Una partícula con carga de 30,0 C se mueve a lo largo del eje x con rapidez de 30,0 m/s

cuando entra en un campo magnético �⃗� = 0,500𝑇�̂� + 0,300𝑇�̂�. Determine la magnitud de la

fuerza sobre la partícula.

A. 1,72 10-4 N

B. 2,31 10-4 N

C. 4,69 10-4 N

D. 5,25 10-4 N

E. 6,34 10-4 N

Sección: 27.3

11. Un campo magnético está orientado en una cierta dirección en el plano horizontal. Una

partícula cargada viaja en una cierta dirección el plano horizontal. Teniendo en cuenta sólo

estos datos

A. hay sólo una dirección posible para la fuerza magnética sobre la partícula cargada

B. hay dos direcciones posibles para la fuerza magnética sobre la partícula cargada

C. hay cuatro direcciones posibles para la fuerza magnética sobre la partícula cargada

D. ninguna de las otras opciones es correcta

Sección: 27.3

27-4

12. Un electrón con 3,00 102 eV y un electrón con 1,00 102 eV atrapados en un campo

magnético uniforme se mueven en forma circular en el plano perpendicular al campo

magnético. ¿Cuál es la razón entre los radios de las órbitas de los electrones?

A. 1

B.

C.

D. 2

E.

Sección: 27.3

13. Un alambre recto de longitud de 3,5 m lleva una corriente de 42 A y se coloca sobre una

mesa horizontal en un campo magnético uniforme horizontal. El cable forma un ángulo de

44 con las líneas de campo magnético. Si la magnitud de la fuerza sobre el alambre es 9,0 N,

¿cuál es la magnitud del campo magnético?

A. 0,021 T

B. 0,067 T

C. 0,088 T

D. 0,14 T

E. 0,23 T

Sección: 27.4

14. Un alambre recto de longitud de 5,0 m lleva una corriente I y se coloca sobre una mesa

horizontal en un campo magnético uniforme horizontal de magnitud 0,016 T. El cable forma

un ángulo de 25 con las líneas de campo magnético. Si la magnitud de la fuerza sobre el

alambre es 0,62 N, ¿cuál es la magnitud de la corriente I?

A. 35 A

B. 18 A

C. 45 A

D. 24 A

E. 65 A

Sección: 27.4

27-5

15. Una bobina cuadrada de 25 espiras, con masa 0,320 kg y lado 0,210 m, articulada a lo

largo de un lado horizontal y con una corriente de 6,00 A, se ubica en un campo magnético

vertical que apunta hacia abajo y cuya magnitud es 4,00 mT. Determine el ángulo que el

plano de la bobina subtiende con respecto a la vertical cuando la bobina está en equilibrio.

Utilice g = 9,81 m/s2.

A. 4,6

B. 2,3

C. 83

D. 76

E. 12

Sección: 27.5

16. Una bobina cuadrada de 30 espiras, con ancho de 12,0 cm a lo largo del eje y y alto de

25,0 cm a lo largo del eje z, se ubica en un campo magnético uniforme externo con

componente x de 0,0951 T y componente y de 0,182 T. La bobina es articulada a lo largo del

eje y y se localiza en el plano yz. Una corriente de 0,350 A fluye a través del cable. ¿Cuál es

la magnitud del torque que B ejerce sobre la bobina?

A. 0,0250 Nm

B. 0,0324 Nm

C. 0,0573 Nm

D. 0,0647 Nm

E. 0,0754 Nm

Sección: 27.5

17. El efecto Hall es utilizado para medir la densidad de portadores de una hoja delgada de

electrones. Cuando una corriente de 8,0 A fluye a través del largo de la hoja de electrones,

que es de 1,2 mm de largo, 0,27 mm de ancho y 12 nm de grosor, un campo magnético de

0,75 T perpendicular a la hoja produce un voltaje de 0,53 mV a través de la anchura de la

hoja. ¿Cuál es la densidad de portadores en la hoja electrónica?

A. 4,81 1018 m-3

B. 5,90 1019 m-3

C. 2,62 1020 m-3

D. 5,90 1024 m-3

E. 6,74 1025 m-3

Sección: 27.7

27-6

18. Un electrón que viaja a lo largo de la dirección x con una velocidad v = 4,78 106 m/s

entra en la región entre dos placas paralelas al plano xy y separadas 4,5 cm. El potencial de la

placa superior en z = 4,5 cm es 100 V, mientras que el potencial de la placa inferior en z = 0

cm es 0 V. ¿Cuál es la dirección del campo magnético entre las dos placas requerido para que

el electrón continúe viajando en línea recta a lo largo de la dirección x?

A. +y

B. -y

C. +z

D. -z

E. +x

Sección: 27.3

19. Un electrón que viaja a lo largo de la dirección x con una velocidad v = 2,53 106 m/s

entra en la región entre dos placas paralelas al plano xy y separadas 3,2 cm. El potencial de la

placa superior en z = 3,2 cm es 150 V, mientras que el potencial de la placa inferior en z = 0

cm es 0 V. ¿Cuál es la magnitud del campo magnético entre las dos placas requerido para que

el electrón continúe viajando en línea recta a lo largo de la dirección x?

A. 1,85 10-3 T

B. 5,93 10-5 T

C. 2,63 10-4 T

D. 1,32 10-3 T

E. 9,45 10-4 T

Sección: 27.3

20. Uno de los primeros ciclotrones, construido por Lawrence y Livingston en la década de

los 1930, aceleró protones en el espacio entre dos polos magnéticos. Los polos magnéticos

tenían forma de discos planos con un diámetro de 25 cm y el campo magnético entre las

placas era uniforme y perpendicular a las placas. Las placas y las trayectorias de los protones

eran horizontales. Las placas eran paralelas entre sí y se encontraban separadas 5 cm. Los

protones empezaron a viajar primero describiendo pequeños círculos en el centro de los discos

y luego círculos cada vez más grandes, viajando más y más rápido hasta que abandonaron la

región entre las placas. Al abandonar la región magnética en el borde de las placas, los

protones viajaban a 1,2 107 m/s. ¿Cuál era el campo magnético entre las placas?

A. 0,50 T

B. 0,75 T

C. 1,0 T

D. 1,25 T

E. 1,5 T

Sección: 27.3

27-7

21. Una partícula cargada se mueve en un campo magnético uniforme y de magnitud

constante. ¿Cuál o cuáles de las siguientes afirmaciones sobre la fuerza magnética ejercida

sobre la partícula no son ciertas?

A. No actúa sobre la partícula

B. Aumenta la rapidez de la partícula

C. Puede variar la rapidez de la partícula

D. No afecta la energía cinética de la partícula

Sección: 27.3

22. Un protón con una velocidad inicial de (1,0x + 2,0y + 3,0z) 105 m/s entra en un campo

magnético de 0,50z T. Determine la magnitud de la fuerza sobre el protón. La masa del protón

es 1,67 10-27 kg.

A. 1,8 10-14 N

B. 2,4 10-14 N

C. 3,0 10-14 N

D. 4,0 10-13 N

E. 1,0 10-12 N

Sección: 27.2

23. Un protón con una velocidad inicial de (1,0x + 2,0y + 3,0z) 105 m/s entra en un campo

magnético de 0,50z T. Determine el radio de la hélice resultante. La masa del protón es 1,67

10-27 kg.

A. 4,7 mm

B. 6,3 mm

C. 7,8 mm

D. 10 mm

E. 27 mm

Sección: 27.3

24. Determine el campo magnético que da lugar a un torque máximo de 3,14 Nm en una

bobina de alambre con 22 bucles, de longitud 30 cm y ancho 20 cm. La bobina tiene una

resistencia de 50 ohmios y está conectado a una batería de 120 V.

A. 0,020 T

B. 0,048 T

C. 0,99 T

D. 5,7 T

E. 22 T

Sección: 27.5

27-8

25. Un alambre de longitud L se dobla formando un bucle cuadrado y se coloca en un campo

magnético para producir un motor. Para un valor fijo de corriente y de campo magnético, ¿qué

ha de producir un torque mayor, formando un único bucle o dos bucles más pequeños?

A. el bucle grande

B. dos bucles pequeños

C. en ambos casos el torque es igual

D. el torque depende de los valores de I y B

Sección: 27.5

26. Un ciclotrón con un campo magnético de 9 T se utiliza para acelerar protones con una

velocidad igual al 50% de la velocidad de la luz. ¿Cuál es la frecuencia del ciclotrón de estos

protones?

A. 225 MHz

B. 137 MhZ

C. 789 kHz

D. 14 Mhz

E. 25 kHz

Sección: 27.3

27. Un cable de cobre de ratio 0,5 mm en el ecuador de la Tierra lleva una corriente.

Suponiendo que el campo magnético de la Tierra es 0.5 G en el ecuador y es paralelo a la

superficie de la Tierra y que la corriente fluye hacia el este, ¿cuál es la corriente en el cable

necesaria para que éste levite?

A. 420 A

B. 120 A

C. 2340 A

D. 1370 A

E. 760 A

Sección: 27.4

28. Un alambre de cobre de 1 m de longitud y 1 mm de diámetro es orientado de tal manera

que es perpendicular a un campo magnético de magnitud 5 T. El cable transporta una

corriente de 3 A a través de su longitud. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza sobre el alambre?

A. 15 N

B. 20 N

C. 25 N

D. 30 N

E. 35 N

Sección: 27.4

27-9

29. ¿Cuál de los siguientes presenta la frecuencia de ciclotrón mayor?

A. un electrón con velocidad v en un campo magnético B

B. un protón con velocidad 2v en un campo magnético 2B

C. un protón con velocidad v en un campo magnético B

D. un protón con velocidad 2v en un campo magnético B/2

E. un protón con velocidad v/2 en un campo magnético 2B

Sección: 27.3

30. Una partícula cargada negativamente que se mueve en la dirección +y entra en una zona

donde existe un campo magnético constante en la dirección z. ¿De qué manera se curvea la

trayectoria de la partícula?

A. se curvea en el plano x-z

B. se curvea en el plano x-y

C. se curvea en el plano y-z

D. no se desvía del todo

Sección: 27.3

31. La figura que se muestra representa la sección transversal de alambre de conducción de

corriente en forma de anillo, que tiene un radio de 4 cm. Una corriente de 1-A fluye en el

anillo en la dirección indicada en el dibujo. El anillo es libre de girar en sentido horario o en

sentido anti horario alrededor de un eje normal a la página y que pasa a través de su centro. El

anillo está conectado a un resorte con una constante de 100 N/m según se muestra. El otro

extremo del resorte se fija a la pared. Cuando el anillo está en la posición vertical, el resorte

está en su longitud natural. Se puede suponer que la longitud del resorte es la suficiente para

que cualquier extensión o compresión del resorte obedezca la ley de Hooke. Determine la

extensión del resorte cuando un campo magnético B = 2 T se aplica a lo largo del eje vertical

A. 1,25 mm

B. 5,0 mm

C. 2,5 mm

D. 6,26 mm

Sección: 27.5

27-10

32. La figura que se muestra representa la sección transversal de alambre de conducción de

corriente en forma de anillo, que tiene un radio de 4 cm. Una corriente I fluye en el anillo en

la dirección indicada en el dibujo. El anillo es libre de girar en sentido horario o en sentido

anti horario alrededor de un eje normal a la página y que pasa a través de su centro. El anillo

está conectado a un resorte con una constante de 100 N/m según se muestra. El otro extremo

del resorte se fija a la pared. Cuando el anillo está en la posición vertical, el resorte está en su

longitud natural. Se puede suponer que la longitud del resorte es la suficiente para que

cualquier extensión o compresión del resorte obedezca la ley de Hooke. Determine la

magnitud de I si la extensión del resorte es 2,5 mm, cuando la magnitud del campo magnético

aplicado a lo largo del eje vertical es B = 2 T.

A. 1,25 A

B. 0,5 A

C. 1,5 A

D. 1,0 A

Sección: 27.5

33. Una varilla cargada positivamente es llevada cerca de una aguja de una brújula. La aguja

está suspendida y puede girar libremente, como se muestra en la figura. La aguja de la brújula

A. rotará en sentido horario

B. rotará en sentido anti horario

C. no se verá afectada

Sección: 27.1

27-11

34. Una carga positiva entra en una región de campo magnético uniforme como se muestra en

la figura. La dirección inicial de la desviación de la carga es

A. hacia adentro de la página

B. hacia afuera de la página

C. no habrá cambio en la dirección ni en la magnitud de la velocidad

D. no habrá cambio en la dirección, pero la rapidez disminuirá

Sección: 27.2

35. Un hilo conductor de 20 cm de largo y 5-g por el cual fluye una corriente de 5 A se coloca

en un campo magnético uniforme. El campo magnético necesario para hacer levitar el hilo es

A. 49,05 mT hacia dentro de la página

B. 49,05 mT hacia afuera de la página

C. 25 mT hacia dentro de la página

D. 25 mT hacia afuera de la página

E. 15 mT hacia dentro de la página

Sección: 27.4

27-12

36. Un electrón sujeto a un campo magnético uniforme completa media revolución en 5 ns. La

masa del electrón es 9,11 10-31 kg y su carga es 1,6 10-19 C. La magnitud del campo

magnético es

A. 52,4 mT.

B. 53,8 mT.

C. 9,1 mT.

D. 5,12 mT.

E. 3,58 mT.

Sección: 27.3

37. La sonda Hall es un dispositivo ampliamente utilizado para medir la intensidad de los

campos magnéticos. Una sonda Hall consiste de una tira de bismuto de 0,20 mm de grosor y 4

mm de ancho, la cual transporta corriente. La densidad de portadores de carga del bismuto es

1,35 1025 m-3. Cuando se coloca la tira en un campo magnético perpendicular a la dirección

de una corriente de 2,1 A, se desarrolla un voltaje de Hall de 3,5 mV a través de ella. La

magnitud del campo magnético es

A. 72 T.

B. 8 T.

C. 1,5 T.

D. 0,72 T.

E. 21 mT.

Sección: 27.7

38. Dos átomos de Carbono 12 y Carbono 14, con 12 y 14 uma, respectivamente, presentan

una deficiencia de un electrón y por lo tanto una carga de +1e. Cada átomo es acelerado

mediante un potencial eléctrico y guiado a través de un orificio en una placa vertical hacia una

región con un campo magnético uniforme, también orientado verticalmente. ¿Cuál es la

relación de los radios de curvatura r12/r14 de las trayectorias seguidas por estos dos átomos?

A. 0,86

B. 0,93

C. 1,1

D. 1,2

E. Se necesita conocer el potencial que aceleró los átomos

Sección: 27.3

27-13

39. Dos átomos de Carbono 12 y Carbono 14, con 12 y 14 uma, respectivamente, presentan

una deficiencia de un electrón y por lo tanto una carga de +1e. Cada átomo pasa a través de un

selector de velocidades, y por lo tanto tienen la misma velocidad al pasar luego a través de un

orificio en una placa vertical hacia una región con un campo magnético uniforme, también

orientado verticalmente. ¿Cuál es la relación de los radios de curvatura r12/r14 de las

trayectorias seguidas por estos dos átomos?

A. 0,86

B. 0,93

C. 1,1

D. 1,2

E. ninguna es correcta.

Sección: 27.3

40. Una sección recta de un cable de corriente de cojinete pasa a través de una amplia región

del espacio de 15 cm de ancho entre los polos de un electroimán. El campo magnético,

cuando el electroimán está activado, está inclinado en un ángulo de 72 grados con respecto al

cable. Si, cuando el electroimán se enciende y se produce un campo de 1,0 T, el cable

experimenta una fuerza de 0,18 N, ¿cuál es la corriente que fluye por el alambre?

A. 1,2 A

B. 1,3 A

C. 3,7 A

D. 3,9 A

E. ninguna es correcta

Sección: 27.4

41. Un bucle de alambre cuadrado, de 15 cm de lado, lleva una corriente de 0,50 A. Se coloca

verticalmente, de tal manera que su normal es paralela a un campo magnético horizontal

uniforme existente en una región en la cual se sumerge medio bucle, con la otra mitad debajo

de esta región. La masa por unidad de longitud del alambre es 5,6 g/m. ¿Cuál es la fuerza del

campo magnético si el bucle simplemente cuelga?

A. 0,44 T

B. 0,22 T

C. 0,11 T

D. 0,055 T

E. ninguna es correcta

Sección: 27.4

27-14

42. Un bucle cuadrado de alambre lleva una corriente de magnitud 0,50 A. Se coloca

verticalmente, de tal manera que su vector normal es paralelo a un campo magnético

horizontal uniforme de 0,44 T que existe en una región en la que se sumerge medio bucle, con

la otra mitad por debajo de la región. ¿Cuál es la masa por unidad de longitud del bucle, si

éste simplemente se cuelga allí?

A. 5,6 g/m

B. 11 g/m

C. 22 g/m

D. La longitud del alambre no es necesaria.

Sección: 27.4

43. Un electrón se desplaza horizontalmente de este a oeste en una región del espacio donde el

campo magnético de la Tierra está dirigido horizontalmente hacia el norte. ¿Cuál es la

dirección de la fuerza magnética sobre el electrón?

A. norte

B. sur

C. este

D. arriba

E. abajo

F. la magnitud de la fuerza sobre el electrón es cero.

Sección: 27.2

44. Un electrón se desplaza horizontalmente a partir de norte a sur en una región del espacio

donde el campo magnético de la Tierra está dirigido horizontalmente hacia el norte. ¿Cuál es

la dirección de la fuerza magnética sobre el electrón?

A. norte

B. sur

C. este

D. arriba

E. abajo

F. la magnitud de la fuerza sobre el electrón es cero.

Sección: 27.2

27-15

45. Inicialmente en reposo, una pequeña esfera de cobre con una masa de 2,0 10-6 kg y una

carga de 3,0 10-4 C se acelera a través de una diferencia de potencial de 5000 V antes de

entrar en una región con un campo magnético de 4,0 T, que está dirigido perpendicularmente

al vector de velocidad. ¿Cuál es el radio de curvatura del movimiento de la esfera de cobre en

la región del campo magnético?

A. 2,0 m

B. 4,1 m

C. 8,3 m

D. 650 m

E. 1300 m

Sección: 27.3

46. Una batería de 12 V está conectado a un resistor de 4- usando un bucle de alambre

rectangular rígido. Tres metros de cable en el extremo del bucle se extiende en una región de

2,0 m 2,0 m, con un campo magnético uniforme B = 0,2 T, dirigido directamente hacia

adentro de la página. ¿Cuál es la fuerza neta sobre el bucle?

A. 0,6 N

B. 0,8 N

C. 1,2 N

D. 1,8 N

E. 2,4 N

Sección: 27.4

27-16

47. Treinta vueltas de un alambre se arrollan alrededor de un lápiz redondo, formando una

bobina de 6,0 mm de diámetro. El lápiz se coloca en una región del espacio con un campo

magnético uniforme B = 8,0 T como se muestra en la figura. Si una corriente de 4,0 A fluye

por la bobina de alambre, ¿cuál es la magnitud del torque sobre el lápiz?

A. 4,6 10-2 Nm

B. 7,8 10-2 Nm

C. 1,4 10-2 Nm

D. 2,4 10-2 Nm

E. 18 Nm

Sección: 27.5

48. Seleccione la afirmación correcta sobre el magnetismo y el campo magnético terrestre

A. Polos opuestos se atraen

B. El campo magnético realiza un trabajo sobre una partícula cargada sólo cuando esta tiene

una componente de velocidad perpendicular al campo magnético

C. El campo magnético realiza un trabajo sobre una partícula cargada sólo cuando esta tiene

una componente de velocidad paralela al campo magnético

D. Las líneas del campo magnético terrestre son paralelas a la superficie de la Tierra en todos

los puntos

E. Polos opuestos se atraen y El campo magnético realiza un trabajo sobre una partícula

cargada sólo cuando esta tiene una componente de velocidad perpendicular al campo

magnético

Sección: 27.1

27-17

49. Un electrón, que se acelera desde el reposo a través de una diferencia de potencial de 4,00

kV, entra en un selector de velocidad, que consta de un condensador de placas paralelas y un

campo magnético. El campo eléctrico entre las placas paralelas del condensador es 7,80 106

N/C. ¿Cuál es el campo magnético (en T) requerido para que los electrones no sean

desviados? La masa de un electrón es 9,11 10-31 kg. (Ignore efectos relativistas asociados a

altas velocidades)

A. 0,163

B. 0,184

C. 0,208

D. 0,235

E. 0,266

F. 0,300

G. 0,339

H. 0,383

Sección: 27.3

27-18

50. Un haz de protones emerge de un tubo delgado a un campo magnético perpendicular a la

dirección de los protones tal como se muestra. A una distancia d = 0,260 m de la abertura del

tubo, hay una placa de metal. Si la magnitud del campo magnético es 1,50 T, ¿cuál es la

energía cinética máxima (en J) de los protones, de manera que apenas si llegan a tocar la

placa? La masa de un protón es 1,67 10-27 kg.

A. 3,884 10-13

B. 4,545 10-13

C. 5,317 10-13

D. 6,221 10-13

E. 7,279 10-13

F. 8,516 10-13

G. 9,964 10-13

H. 1,166 10-12

27-19

Sección: 27.3

51. Un protón está experimentando un movimiento circular uniforme perpendicular a un

campo magnético B = 0,240 T, según se muestra. La velocidad lineal del protón es 4,60 106

m/s. ¿Cuál es el radio de la órbita del protón (en m)? La masa del protón es 1,673 10-27 kg.

Ignore los efectos relativistas.

A. 0,123

B. 0,139

C. 0,157

D. 0,177

E. 0,200

F. 0,226

G. 0,256

H. 0,289

Sección: 27.3

27-20

52. Un cable de 0,3-m de largo lleva una corriente de 10 A, según se muestra. Si la fuerza

magnética F sobre el mismo es 3 N, ¿cuál es la magnitud (en T) y la dirección del campo?

A. 1 a la derecha

B. 1 a la izquierda

C. 1 vertical saliendo del papel

D. 1 vertical entrando en el papel

E. Ninguna de las opciones es correcta

Sección: 27.4

27-21

53. Un electrón se mueve con velocidad v hacia la derecha cuando entra en una región donde

actúa un campo magnético uniforme que apunta hacia afuera del papel. Después de entrar en

esta región, el electrón

A. se desviará fuera del plano en la dirección del campo

B. se desviará hacia adentro del plano, en dirección opuesta al campo

C. se desviará hacia abajo en el plano

D. se desviará hacia arriba en el plano

E. no se desviará

Sección: 27.2

54. un protón y una partícula alfa se desplaza perpendicularmente a un campo magnético,

ambas partículas describiendo órbitas circulares de igual radio. La relación de sus velocidades

vprotón/valfa es

A. 0,5

B. 1

C. 2

D. 4

E. 0,25

Sección: 27.3

27-22

55. Las dos partículas que describen las trayectorias circulares en el campo magnético, tienen

la misma masa y energía cinética. El campo magnético es hacia abajo en la página. ¿Cuál de

las siguientes afirmaciones sobre las partículas es correcta?

A. q1 y q2 tienen el mismo signo; |q1| > |q2|

B. q1 y q2 tienen signo opuesto; |q1| > |q2|

C. q1 y q2 tienen el mismo signo; |q1| < |q2|

D. q1 y q2 tienen signo opuesto; |q1| < |q2|

E. q1 y q2 tienen signo opuesto; |q1| = |q2|

Sección: 27.3

56. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza sobre un electrón que se mueve con una velocidad de

6,33 106 m/s en ángulo recto con un campo magnético de 2,53 10-2 T?

A. 2,56 10-14 N

B. 2,56 10-11 N

C. 2,56 10-8 N

D. 2,56 10-5 N

E. 2,56 10-2 N

Sección: 27.3

27-23

57. Iones con una carga +e viajan con una velocidad v = 4,7 106 m/s en ángulo recto con un

campo magnético de 3,6 T. Si los iones viajan en un círculo de radio R = 0,47 m, ¿Cuál es su

masa?

A. 0,576 10-25 kg

B. 0,831 10-25 kg

C. 0,232 10-24 kg

D. 0,511 10-24 kg

E. 0,278 10-25 kg

Sección: 27.3

58. Un protón describe una órbita circular debido al efecto de un campo magnético de 1,5 mT.

¿Cuál es la frecuencia de la órbita? (me = 1,67 10-27 kg)

A. 32,6 MHz

B. 50,2 Hz

C. 44,7 mHz

D. 87,5 µHz

E. 22,9 kHz

Sección: 27.3

59. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza sobre un electrón que se mueve con velocidad v = 5,43

106 m/s en un ángulo = 53,4 con respecto a una campo magnético B = 7,72 10-2 T?

A. 2,22 10-12 N

B. 3,35 10-14 N

C. 5,38 10-14 N

D. 1,20 10-13 N

E. 4,30 10-15 N

Sección: 27.3

27-24

60. Considere un bucle de longitud L = 3 m y ancho W = 1,5 m colocado en un área donde

hay un campo magnético B = 1,2 10-2 T, dirigido hacia adentro de la página. Si una masa m

= 10 g cuelga del bucle, como se muestra, ¿qué corriente debe fluir a través del bucle para

balancear su peso?

A. 2,725 A

B. 3,075 A

C. 1,525 A

D. 0,565 A

E. 0,013 A

Sección: 27.4

61. Un bucle de alambre circular tiene un radio de 0,23 m y lleva una corriente de 0,10 A. El

bucle se coloca en el plano xy donde actúa un campo magnético de 1,2 T orientado en la

dirección de +z. La corriente fluye en el bucle en sentido antihorario al ser observado desde z

= 10 cm. ¿Cuál es el cambio en la energía potencial si el bucle gira 180 de manera que la

corriente fluye en sentido horario?

A. +0,040 J.

B. -0,040 J.

C. +0,020 J.

D. -0,020 J.

E. La energía potencial no cambia.

Sección: 27.6