Ejercicios: Generación de la fuerza electromotriz

Se acerca el polo norte de un imán a una espira circular de cobre, mirando la espira desde el lado del imán, como se muestra en la figura.

1. a) Según la ley de Lenz, ¿qué polo magnético aparece en la cara de la espira que mira al imán? Justifica la respuesta.
2. b) ¿En qué sentido circula la corriente inducida vista desde el imán, horario o antihorario? Recuerda que una cara por la que la corriente circula en sentido antihorario se comporta como un polo norte.

Indica, justificando la respuesta en cada caso, en cuáles de estas situaciones se induce fuerza electromotriz en la bobina:

• Un imán en reposo en el interior de una bobina.

• Un imán que está entrando en la bobina.

• Una bobina recorrida por una corriente continua constante, colocada junto a otra bobina.

• El mismo par de bobinas del caso anterior, en el instante en que se abre el interruptor y la corriente se apaga.

Se aleja el polo sur de un imán de una bobina conectada a un galvanómetro, como se muestra en la figura.

1. a) ¿Qué polo magnético aparece en la cara de la bobina próxima al imán mientras se aleja? Razona la respuesta con la ley de Lenz.
2. b) Si el imán se moviese más despacio, ¿el galvanómetro mediría más o menos corriente? ¿Qué ley lo explica?

Se dejan caer dos imanes idénticos por dos tubos verticales iguales, uno de cobre y otro de plástico, como se muestra en la figura. Se observa que el imán cae mucho más despacio por el tubo de cobre.

1. a) Explica, usando las leyes de Faraday y de Lenz, por qué aparecen corrientes inducidas en el tubo de cobre y por qué frenan al imán.
2. b) ¿De dónde sale la energía que se disipa como calor en el cobre? Analiza la conservación de la energía en el experimento.
3. c) Predice qué ocurriría si el tubo de cobre tuviera una ranura longitudinal a lo largo de todo el tubo, y razona la respuesta.