Galicia. Examen EBAU resuelto de Física. Julio 2019

P.1. Un electrón se acelera desde el reposo mediante una diferencia de potencial de  V, penetrando a continuación, perpendicularmente, en un campo magnético uniforme de 0,20 T. Calcula:

a)  La velocidad del electrón al entrar en el campo magnético.

b)  El radio de la trayectoria del electrón.

c)   El  módulo,  la   y  el  sentido  del  campo  eléctrico  uniforme  necesario  para  que  el  electrón  no experimente desviación a su paso por la región en la que existen el campo eléctrico y el magnético.

 

DATOS: 

 

 

a)   Al aplicar una diferencia de potencial a una partícula cargada, la energía eléctrica comunicada se convierte en energía cinética:

 

 

 

 

b)  Sobre  ese  electrón  acelerado,  al  entrar  en  una  zona  donde  existe  un  campo magnético perpendicular a su velocidad, aparecerá una fuerza magnética perpendicular a su vez a los dos vectores anteriores (ley de Lorentz) que actuará de fuerza centrípeta y hará girar la partícula describiendo órbitas circulares:

 

 

 

Como sabemos que esa fuerza magnética es una fuerza centrípeta o normal, podemos calcular el radio de la trayectoria:

 

 

 

 

 

c)   El  campo  eléctrico  debe  provocar  una  fuerza  eléctrica  sobre  la  carga,  del  mismo  módulo  y  dirección y de sentido contrario que la que provoca el campo magnético:

 

 

 

Para calcular el módulo de ese campo, sabemos que la fuerza eléctrica es igual al producto del campo por la carga y que, además es igual a la fuerza magnética que podemos calcular con la ley de Lorentz: