Fuerza Magnet Sobre Particulas Problemas

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Electrones de masa m y carga e se aceleran a través de una diferencia de potencial V y entran después en una zona de campo magnético uniforme de intensidad B en ángulo recto con el campo. Los electrones describirán una órbita de radio. a) b) c) B d) B 1 e mV 2 eB mV 2 mV e 2 e mVB 2 1 FLORENCIO PINELA

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Page 1: Fuerza Magnet  Sobre Particulas Problemas

Electrones de masa m y carga e se aceleran a través de una

diferencia de potencial V y entran después en una zona de

campo magnético uniforme de intensidad B en ángulo recto

con el campo. Los electrones describirán una órbita de radio.

a)

b)

c) B

d)

B

1

e

mV2

eB

mV2

mV

e

2

e

mVB2

1FLORENCIO PINELA

Page 2: Fuerza Magnet  Sobre Particulas Problemas

Una partícula cargada se acelera desde el reposo a través de una

diferencia de potencial. La misma entra entonces en una región

perpendicular a un campo magnético uniforme de una intensidad

dada y describe una trayectoria circular. Si se conocen los

valores de diferencia de potencial, intensidad de campo

magnético, y radio, entonces es posible determinar

a) la carga de la partícula

b) la masa de la partícula

c) la velocidad de la partícula en el campo magnético

d) la relación entre la carga y la masa de la partícula

e) Tanto c) como d) son correctas

2FLORENCIO PINELA

Page 3: Fuerza Magnet  Sobre Particulas Problemas

Se lanzan electrones en un campo magnético

uniforme, en el vacío, en dirección perpendicular

al campo. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones

es falsa?

a) El radio de la órbita del electrón es inversamente proporcional a

la intensidad del campo magnético.

b) El radio de la órbita del electrón depende de la velocidad con la

que entran los electrones en el campo magnético.

c) El trabajo realizado sobre el electrón por la fuerza magnética es

cero.

d) La aceleración de los electrones en el campo magnético es cero.

3FLORENCIO PINELA

Page 4: Fuerza Magnet  Sobre Particulas Problemas

Las partículas cargadas que describen trayectorias

circulares en el campo magnético uniforme B tienen

tanto masas como energías cinéticas iguales. De las

posibilidades que aparecen a continuación seleccione la

relación correcta.

a) q1 = +, q2 = - ; q1 > q2

b) q1 = +, q2 = - ; q1 = q2

c) q1 = +, q2 = - ; q1 < q2

d) q1 = -, q2 = + ; q1 > q2

e) q1 = -, q2 = + ; q1 < q2

4FLORENCIO PINELA

Page 5: Fuerza Magnet  Sobre Particulas Problemas

Una partícula cargada se mueve en una

trayectoria circular en un campo magnético. Si

se duplicase la velocidad de la partícula, ¿qué le

pasaría al radio de la trayectoria?

A. Se reduciría a la mitad.

B. Permanecería lo mismo.

C. Se duplicaría.

D. Se cuadruplicaría.

5FLORENCIO PINELA

Page 6: Fuerza Magnet  Sobre Particulas Problemas

Un protón (núcleo del hidrógeno, con carga positiva)

tiene una velocidad dirigida inicialmente hacia el norte,

pero se observa que se curva hacia el este como

resultado de un campo magnético B. La dirección de B

es

a) hacia el este

b) hacia el oeste

c) hacia abajo, hacia la página

d) hacia arriba, fuera de la página

6FLORENCIO PINELA

Page 7: Fuerza Magnet  Sobre Particulas Problemas

Dos partículas cargadas se lanzan hacia una región

donde existe un campo magnético perpendicular a sus

velocidades. Si las cargas son desviadas en direcciones

opuestas, ¿qué puede decir acerca de ellas?

a) Las cargas tienen el mismo signo y se mueven en la misma

dirección.

b) Las cargas tienen el mismo signo y se mueven en direcciones

contrarias.

c) Las cargas tienen distinto signo y se mueven en la misma dirección.

d) Las cargas tienen distinto signo y se mueven en direcciones

contrarias.

e) b y c son correctas.

7FLORENCIO PINELA

Page 8: Fuerza Magnet  Sobre Particulas Problemas

Un electrón y un protón con igual energía cinética, ingresan

perpendicular a una región donde existe un campo magnético

uniforme saliendo de la página. De las trayectorias A, B, C y D,

identifique cuál de ellas seguiría el electrón y el protón

respectivamente.

electrón protón

a) A C

b) D C

c) B A

d) C A

e) B D

AB

C

D

8FLORENCIO PINELA

Page 9: Fuerza Magnet  Sobre Particulas Problemas

De los siguientes enunciados

I. La fuerza magnética, en un campo magnético uniforme, es incapaz de

alterar la energía cinética de una partícula cargada eléctricamente

II. Partículas idénticas con carga eléctrica, lanzadas perpendicularmente a

campos magnéticos uniformes, describen trayectorias diferentes con la

misma frecuencia.

III. La fuerza eléctrica producida por campos electrostáticos siempre es

perpendicular a la fuerza magnética.

a) solo I es correcto

b) Solo II es correcto

c) Solo III es correcto

d) I y II son correctos

e) Todos son correctos

9FLORENCIO PINELA

Page 10: Fuerza Magnet  Sobre Particulas Problemas

Una partícula con carga Q se lanza con velocidad v en

una región donde existe un campo electrostático (E) y

uno magnético(B), uniformes y perpendiculares entre sí.

Si la partícula no desvía su trayectoria, su velocidad es

a) B/E

b) E/B

c) QE + QvB

d) (QE + QvB)/m

e) EB

10FLORENCIO PINELA

Page 11: Fuerza Magnet  Sobre Particulas Problemas

Una partícula con carga positiva q y masa m viaja a lo

largo de una trayectoria perpendicular a un campo

magnético. La partícula se mueve en un circulo de

radio R con frecuencia f. ¿Cuál es la magnitud del

campo magnético?

a) mf/q

b) 2 fm/q

c) m/2 fq

d) mc/qR

e) mqf/2 R11FLORENCIO PINELA

Page 12: Fuerza Magnet  Sobre Particulas Problemas

Un espectrómetro de masa separa iones por su peso usando

conceptos físicos simples. A los iones se les da una determinada

energía cinética acelerándolos a través de una diferencia de potencial.

Los iones se mueven luego a través de un campo magnético

perpendicular donde son desviados en una trayectoria circular de

diferentes radios. ¿Cómo será el radio de un átomo de helio ionizado

comparado con el radio de un átomo de oxigeno doblemente ionizado

si ellos son acelerados a través de la misma diferencia de potencial y

fueron desviados por el mismo campo magnético?

a) El radio de la trayectoria del ión He es 4 veces el radio del ión O.

b) El radio de la trayectoria del ión O es 2 veces el radio del ión He.

c) El radio de la trayectoria del ión O es 4 veces el radio del ión He.

d) El radio de la trayectoria del ión O es 8 veces el radio del ión He.

e) El radio de la trayectoria del ión He es igual al radio del ión O.

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Page 13: Fuerza Magnet  Sobre Particulas Problemas

Un protón de masa M y energía cinética Ek pasa sin

desviarse a través de una región donde existen un

campo eléctrico y uno magnético respectivamente

perpendiculares. El campo eléctrico tiene magnitud E.

La magnitud del campo magnético B es:

13FLORENCIO PINELA

Page 14: Fuerza Magnet  Sobre Particulas Problemas

Una partícula cargada eléctricamente y en movimiento

no experimenta una fuerza magnética. ¿Cuál de los

siguientes enunciados DEBE ser verdad?

a) La partícula debe estarse moviendo paralela a un campo magnético.

b) La partícula debe estarse moviendo perpendicular a un campo

magnético.

c) La partícula NO se debe estar moviendo en un campo magnético.

d) La partícula debe estar moviéndose en un campo eléctrico.

e) Ninguna de las anteriores es verdad.

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Page 15: Fuerza Magnet  Sobre Particulas Problemas

El diagrama de abajo muestra un electrón, e,

localizado en un campo magnético.

No hay fuerza magnética sobre el electrón cuando este

se mueve.

a) hacia el lado derecho de la página.

b) hacia la parte superior de la página.

c) hacia el interior de la página.

d) hacia afuera de la página15FLORENCIO PINELA

Page 16: Fuerza Magnet  Sobre Particulas Problemas

Un ión con carga q, masa m, y velocidad v entra a un

campo magnético B y es desviada en una trayectoria

de radio de curvatura R. Si un ión con carga q, masa

2m, y velocidad 2v entra al mismo campo magnético,

la carga será desviada en una trayectoria con radio de

curvatura.

a) 4 R

b) 2 R

c) R

d) (1/2) R

e) (1/4) R

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Page 17: Fuerza Magnet  Sobre Particulas Problemas

Una partícula cargada se mueve con velocidad

constante. Al entrar a un campo magnético

uniforme, la partícula

a ) debe disminuir su rapidez.

b) debe cambiar la magnitud de su momento.

c ) puede cambiar la dirección de su movimiento.

d) puede incrementar su energía cinética.

17FLORENCIO PINELA

Page 18: Fuerza Magnet  Sobre Particulas Problemas

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Page 19: Fuerza Magnet  Sobre Particulas Problemas

A charged particle with constant speed enters a uniform magnetic field

whose direction is perpendicular to the particle’s velocity. The particle

will:

A. Speed up.

B. Slow down.

C. Experience no change in velocity.

D. Follow a parabolic arc.

E. Follow a circular arc.

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Page 20: Fuerza Magnet  Sobre Particulas Problemas

An object of mass kg and charge C moves with a velocity of 280. m/s in the

positive x-direction. Under the influence of gravity (-9.8 m/s/s ) and a

constant, uniform magnetic field, the object is observed to move undeflected.

The magnetic field’s magnitude and direction must be:

(a.) 73.5 mT in the +z direction.

(b.) 13.6 kT in the +x direction.

(c.) 0.209 T in the +y direction.

(d.) 4.78 T in the +y direction.

(e.) 0.209 T in the +z direction.

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Page 21: Fuerza Magnet  Sobre Particulas Problemas

At some instant, an electron has a speed of 4.22 m/s and is moving in the

positive X direction. The electron moves under the influence of a uniform

magnetic field of 2.60 x 10-6 T, which points in the positive Z direction.

What is the acceleration of the electron?

a. 1.93 x 106 m/s/s in the positive Y direction

b. 1.76 x 10-24 m/s/s in the positive Y direction

c. 1.10 x 10-5 m/s/s in the positive Y direction

d. 1.20 x 1025 m/s/s in the positive Y direction

e. None of the above are correct since the directions are wrong.

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