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Campo magnético creado por corrientes

También trata: Movimiento de cargas: fuerza de Lorentz

Cataluña · 2020 · Julio

Enunciado

Durante una tormenta cae un rayo por el que circula una corriente eléctrica de

400\ \text{kA}

. Suponga que la intensidad de la corriente del rayo es constante durante los

50\ \mu\text{s}

que dura.

a) (1,25 puntos) ¿Cuál es la carga eléctrica total que ha transportado este rayo? ¿Cuál es el campo magnético que crea esta corriente a una distancia de

100\ \text{m}

?

b) (1,25 puntos) ¿Qué fuerza magnética actúa sobre una partícula cargada que se encuentra en reposo a esta misma distancia? Justifique la respuesta.

Datos:

\mu_0 = 4\pi\times 10^{-7}\ \text{T m A}^{-1}

|e| = 1{,}602\times 10^{-19}\ \text{C}

. La intensidad del campo magnético creado por una corriente rectilínea es

B = \dfrac{\mu_0 I}{2\pi r}

, donde

r

es la distancia a la corriente.

Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido

Resultado

\boxed{\;Q = 20\ \text{C}\;}\qquad \boxed{\;B = 8\times 10^{-4}\ \text{T}\;}\qquad \boxed{\;F = 0\ \text{(la partícula está en reposo)}\;}

Ver la solución oficialla corrección de la PAU, con los puntos de cada paso

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)

0,65 p.

I = \dfrac{Q}{t} \Longrightarrow Q = I\cdot t = 4\times 10^{5}\cdot 5\times 10^{-5} = 20\ \text{C}

0,6 p.

B = \dfrac{\mu_0\cdot I}{2\pi\cdot r} = \dfrac{4\pi\times 10^{-7}\cdot 4\times 10^{5}}{2\pi\cdot 100} = 8\times 10^{-4}\ \text{T}

b)

0,4 p.

\vec F = q\,(\vec v\times\vec B)

0,85 p. Si la velocidad de la partícula es cero, entonces también lo será la fuerza magnética; el campo magnético solo actúa sobre cargas en movimiento.

Corrección oficial en PDF (original en catalán)

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