Solucions Física en context

Considereu un fil conductor de longitud L que es mou cap a la dreta amb una velocitat constant v a l'interior d'un camp magnètic perpendicular B entrant en el pla.
(a) Els electrons que hi ha dins del fil conductor experimenten una força magnètica. Demostreu que aquesta força magnètica va en la direcció i sentit que mostra la figura 29. 

La força magnètica sobre un fil conductor és:

si apliquem la regla de la mà dreta tenim:

Es veu com la direcció del corrent corrent elèctric és vertical i cap amunt i per tant els electrons experimenten una força magnètica vertical i cap a baix.

(b) Degut a aquesta força, a l'interior del fil conductor apareix una separació de càrregues, ja que les càrregues negatives s'acumulen a la part inferior, fet que provoca un excés de càrrega positiva en la part superior. Aquesta separació origina una força elèctrica d'atracció entre les càrregues de diferent signe que pot ser calculada per l'equació on es coneix amb el nom de camp elèctric. Determineu el valor d'aquest camp elèctric en el moment en què no hi ha més desplaçament de càrrega.

La força magnètica que reben les càrregues és:

 (on la velocitat i el camp son perpendiculars)

i la força elèctrica és:

i el valor del camp és:

(c) Per a separar les càrregues cal una certa força electromotriu que es relaciona amb el valor del camp elèctric segons la formula . Determineu el valor d'aquesta fem.

El valor de la fem serà:

(d) Justifiqueu perquè en avançar el fil conductor apareix una força electromotriu. Determineu l'equació que la descriu i compareu-la amb la que heu obtingut a l'apartat (c). 

El flux a través del circuit que defineix la barra mòbil varia al moure’s aquesta. Per tant, es pot aplicar la llei de Faraday Lenz que dóna com a resultat: