Problema resuelto de Física: Inducción electromagnéticaSelectividad (PAU) · Comunitat Valenciana 2025 · Junio

Flujo magnético. Con el campo perpendicular al plano de la espira, el vector superficie y $\vec B$ son paralelos ($\theta = 0$):$$\Phi = B\,S\cos 0 = B\,S, \qquad S = (0{,}20\,\text{m})^2 = 0{,}04\,\text{m}^2$$Campo en función del tiempo. La gráfica es una recta que pasa por el origen y por $(2\,\text{s},\ 2\,\text{mT})$:$$B(t) = \frac{2\cdot10^{-3}\,\text{T}}{2\,\text{s}}\,t = 1\cdot10^{-3}\,t\ \ \text{(T, con } t \text{ en s)}$$Ley de Faraday. La f.e.m. inducida es menos la variación del flujo con el tiempo:$$\varepsilon = -\frac{d\Phi}{dt} = -S\,\frac{dB}{dt} = -0{,}04\cdot1\cdot10^{-3} = -4\cdot10^{-5}\,\text{V}$$Su valor es $|\varepsilon| = 4\cdot10^{-5}\,\text{V} = 40\,\mu\text{V}$, constante mientras el campo crezca así. El signo menos solo expresa la oposición que describe Lenz.

Ley de Lenz: sentido de la corriente. Tomamos el campo perpendicular a la espira y saliendo del papel, hacia nosotros (el enunciado no fija el sentido). El flujo saliente aumenta, así que la corriente inducida crea dentro de la espira un campo entrante que se opone a ese aumento. Por la regla de la mano derecha, un campo entrante en el interior lo crea una corriente que circula en sentido horario visto desde donde estamos.

Dibujo. La espira cuadrada en el papel, el campo $\vec B$ representado con puntos ($\odot$, saliendo) repartidos por su interior y la corriente inducida con flechas en sentido horario sobre los lados. (Si se toma $\vec B$ entrante, la corriente sale antihoraria: lo que importa es que su campo propio se oponga al aumento del flujo).