Problemas Fuerza Magnet Sobre Particulas

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  • 1. 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. 1 2 mV a) B e 2mV b) eB c) B e 2mV 2mVB d) e FLORENCIO PINELA 1
  • 2. 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 FLORENCIO PINELA 2
  • 3. 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. FLORENCIO PINELA 3
  • 4. 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 FLORENCIO PINELA 4
  • 5. 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. FLORENCIO PINELA 5
  • 6. 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 FLORENCIO PINELA 6
  • 7. 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. FLORENCIO PINELA 7
  • 8. 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 B a) A C A b) D C c) B A C d) C A e) B D D FLORENCIO PINELA 8
  • 9. 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 FLORENCIO PINELA 9
  • 10. 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 FLORENCIO PINELA 10
  • 11. 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 R FLORENCIO PINELA 11
  • 12. 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. FLORENCIO PINELA 12
  • 13. 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: FLORENCIO PINELA 13
  • 14. 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. FLORENCIO PINELA 14
  • 15. 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 página FLORENCIO PINELA 15
  • 16. 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) 4R b) 2R c) R d) (1/2) R e) (1/4) R FLORENCIO PINELA 16
  • 17. 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. FLORENCIO PINELA 17
  • 18. FLORENCIO PINELA 18
  • 19. 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. FLORENCIO PINELA 19
  • 20. 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. FLORENCIO PINELA 20
  • 21. 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. FLORENCIO PINELA 21