Examen: Fuerza Magnética

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Selección la mejor contestación: 

1. ¿Cuál de las siguientes opciones describe mejor la relación entre la electricidad y el magnetismo?

• a) La electricidad y el magnetismo son fenómenos completamente independientes y no están relacionados.
• b) La electricidad puede producir magnetismo, pero el magnetismo no puede producir electricidad.
• c) El magnetismo puede producir electricidad, pero la electricidad no puede producir magnetismo.
• d) La electricidad y el magnetismo son dos caras de la misma moneda, y uno puede producir el otro.

¡Absolutamente! Aquí tienes algunas preguntas de selección múltiple sobre los diferentes tipos de imanes y sus campos magnéticos, junto con sus respectivas respuestas:

2. ¿Cuál de los siguientes es un ejemplo de imán natural? 

a) Electroimán 

b) Imán de neodimio  

c) Magnetita 

d) Imán de ferrita

3. ¿Qué tipo de imán pierde su magnetismo cuando se retira el campo magnético aplicado?

a) Imán permanente 

b) Electroimán 

c) Imán de neodimio 

d) Imán de ferrita

4. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre los campos magnéticos es FALSA?

a) Los campos magnéticos tienen un polo norte y un polo sur.

b) Las líneas de campo magnético son siempre cerradas.

c) Los campos magnéticos son más fuertes cerca de los polos del imán. 

d) Los campos magnéticos no pueden atravesar materiales no magnéticos

5. ¿Cuál de los siguientes materiales se utiliza comúnmente para fabricar imanes permanentes potentes?

a) Hierro

b) Aluminio

c) Neodimio

d) Cobre

6. ¿Qué característica distingue principalmente a un electroimán de un imán permanente?

a) La forma del imán. 

b) El material del que está hecho. 

c) La capacidad de controlar la intensidad del campo magnético.

d) El tamaño del imán.

7. ¿Cuál de los siguientes dispositivos funciona gracias al principio de inducción electromagnética?

• a) Una bombilla incandescente
• b) Un motor eléctrico
• c) Un interruptor de luz
• d) Una pila

8. ¿Cuál de las siguientes fuerzas fundamentales de la naturaleza es la principal responsable de las interacciones entre partículas cargadas eléctricamente, como los electrones y los protones?

a) Fuerza gravitacional
b) Fuerza electromagnética
c) Fuerza nuclear fuerte
d) Fuerza nuclear débil

9. ¿Cuál de las siguientes fuerzas es la principal responsable de los fenómenos magnéticos?

a) Fuerza gravitacional
b) Fuerza electromagnética
c) Fuerza nuclear fuerte
d) Fuerza nuclear débil

10. ¿Qué sucede cuando acercas los polos norte de dos imanes?

• a) Se atraen
• b) Se repelen
• c) No ocurre nada
• d) Se neutralizan

11. ¿Cuál de las siguientes leyes describe matemáticamente la fuerza que experimenta una carga eléctrica en movimiento dentro de un campo magnético?

• a) Ley de Ohm
• b) Ley de Coulomb
• c) Ley de Faraday
• d) Ley de Lorentz

12. ¿Cuál de los siguientes materiales es fuertemente atraído por un imán?

• a) Cobre
• b) Hierro
• c) Plástico
• d) Vidrio

13 ¿Cuál es la relación entre el magnetismo y la electricidad?

• a) Son fenómenos completamente independientes.
• b) El magnetismo es una consecuencia de la electricidad en movimiento.
• c) La electricidad es una consecuencia del magnetismo.
• d) No existe relación entre ambos fenómenos.

14. ¿Cuál de las siguientes partículas subatómicas es la responsable del magnetismo en los materiales?

• a) Protones
• b) Neutrones
• c) Electrones
• d) Todas las anteriores

Resolver el problema:

1. Imagina un cable infinitamente largo por el que circula una corriente eléctrica de intensidad I. ¿Cuál es el módulo del campo magnético en un punto P situado a una distancia r del cable?

2.  Una espira circular de radio a está recorrida por una corriente eléctrica de intensidad I. Calcula el módulo del campo magnético en el centro de la espira.

3. Un electrón se mueve con una velocidad de 2 x 10^7 m/s perpendicularmente a un campo magnético uniforme de 0,5 T. Calcula la fuerza magnética que actúa sobre el electrón y especifica su dirección. (La carga del electrón es -1.6 x 10^-19 C).

4. Una partícula cargada con una carga de +3.2 x 10^-19 C y una masa de 3.34 x 10^-27 kg entra perpendicularmente a un campo magnético uniforme de 0.8 T con una velocidad de 2 x 10^5 m/s. Calcula el radio de la trayectoria circular que describe la partícula

1. Respuesta correcta: d) La electricidad y el magnetismo son dos caras de la misma moneda, y uno puede producir el otro.

Explicación:

Esta opción es correcta porque encapsula el concepto fundamental del electromagnetismo: la electricidad y el magnetismo son fenómenos estrechamente relacionados. Un campo magnético puede inducir una corriente eléctrica (ley de Faraday), y una corriente eléctrica genera un campo magnético (ley de Ampère). Esta interconexión es la base de muchos dispositivos electrónicos y electromecánicos.

• Pregunta 2: La magnetita es un mineral natural con propiedades magnéticas.
• Pregunta 3: Los electroimanes requieren una corriente eléctrica para generar un campo magnético.
• Pregunta 4: Los campos magnéticos pueden atravesar cualquier material, aunque su intensidad puede disminuir.
• Pregunta 5 El neodimio es un elemento químico que, combinado con otros elementos, forma imanes permanentes muy potentes.
• Pregunta 6: La principal diferencia entre un electroimán y un imán permanente es que la intensidad del campo magnético de un electroimán puede controlarse variando la corriente eléctrica.

• Pregunta 7: Respuesta correcta: b) Un motor eléctrico

  Explicación:

  • Inducción electromagnética: Este principio establece que un campo magnético variable en el tiempo induce una corriente eléctrica en un conductor cercano.
  • Motor eléctrico: Los motores eléctricos funcionan precisamente gracias a este principio. Al hacer pasar una corriente eléctrica por una bobina, se crea un campo magnético que interactúa con un campo magnético externo, generando un movimiento rotatorio.

  ¿Por qué las otras opciones son incorrectas?

  • Bombilla incandescente: Funciona por el calentamiento de un filamento debido al paso de corriente eléctrica.
  • Interruptor de luz: Controla el flujo de corriente eléctrica, pero no funciona por inducción electromagnética.
  • Pila: Almacena energía química y la convierte en energía eléctrica a través de reacciones químicas.
  
  
• Pregunta 8:Respuesta correcta: b) Fuerza electromagnética

  Explicación:

  • Fuerza electromagnética: Esta fuerza es la responsable de las interacciones entre partículas con carga eléctrica. Incluye tanto las fuerzas eléctricas (entre cargas en reposo) como las fuerzas magnéticas (entre cargas en movimiento). Es la fuerza que mantiene unidos los átomos y las moléculas, y es fundamental para el funcionamiento de los circuitos eléctricos y los dispositivos electrónicos.
  • Otras fuerzas:
    • Fuerza gravitacional: Actúa entre todos los objetos con masa, pero es mucho más débil que la fuerza electromagnética a nivel atómico.
    • Fuerza nuclear fuerte: Mantiene unidos los quarks dentro de los protones y neutrones, y es responsable de la estabilidad de los núcleos atómicos.
    • Fuerza nuclear débil: Está involucrada en ciertos tipos de desintegración radiactiva.