a) (1 punto) La bacteria Aquaspirillum magnetotacticum contiene partículas muy pequeñas, los magnetosomas, que son sensibles a los campos magnéticos. Utilizan el campo magnético terrestre para orientarse en los océanos y nadar hacia el polo norte geográfico. Se ha cuantificado que una intensidad de campo magnético inferior al 5 % del campo magnético terrestre no tiene efectos sobre esas bacterias. El campo magnético terrestre es de 5,00×10−5T. Si circula una corriente eléctrica de 100A por una línea submarina, ¿a partir de qué distancia de esta línea el campo magnético dejará de tener efecto sobre las bacterias? Considere la línea submarina como un hilo infinito e ignore los efectos del agua del mar.Micrografía de la bacteria Aquaspirillum magnetotacticum con una hilera de magnetosomas señaladab) (1 punto) En la figura se muestran dos hilos conductores rectilíneos e infinitamente largos, que están ubicados en los puntos 1 y 2. Están separados por 10,0m, son perpendiculares al plano del papel y por ambos circula una misma intensidad de corriente de 100A en el sentido que va hacia dentro del papel. Represente en un esquema el campo magnético en la posición 1 generado por el conductor que pasa por 2. Represente también la fuerza sobre el conductor que pasa por 1 causada por el conductor que pasa por 2, y calcule el módulo de la fuerza que soportan 2,00m del conductor que pasa por 1.Dos hilos perpendiculares al papel, 1 a la izquierda y 2 a la derecha, ambos con la corriente entrando en el papel (símbolo de aspa en un círculo)Nota: El módulo del campo magnético a una distancia r de un hilo infinito por el que circula una intensidad I es B=2πrμ0I, donde μ0=4π×10−7T m A−1.
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Resultado
r=8,0mB=2,00×10−6TF=4,00×10−4N
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Solución oficial
Corrección oficial de la PAU de Cataluña (Generalitat de Catalunya), traducida del catalán. Las puntuaciones de cada paso son las de la pauta de corrección.
a) 0,2 p.B=2πrμ0I→r=2πBμ0I 0,4 p.5%BTerrestre=1005×5,00×10−5=2,50×10−6T 0,4 p.r=2π×2,50×10−64π×10−7×100=8,0m b) 0,5 p.Esquema: en el hilo 1, el campo B creado por el conductor 2 apunta hacia arriba y la fuerza F del conductor 2 sobre el 1 apunta hacia la derecha, hacia el hilo 2Rótulos: «B del conductor 2 en la posición de 1»; «F del conductor 2 sobre 1». 0,2 p.B=2πrμ0I=2π×104π×10−7×100=2,00×10−6T 0,3 p.F=I(l×B)→∣F∣=I∣l∣∣B∣sin(90∘)F=IlB=100⋅2,00⋅2,00⋅10−6=4,00×10−4N