【Editorial Renmin】Física de Secundaria, Electiva Obligatoria, Segundo Volumen: El encuentro entre imán y tubo de aluminio: Descubriendo el fenómeno de amortiguamiento electromagnético

Al entrar en un museo de ciencia, verás un dispositivo sorprendente: dos tubos de aluminio verticales. Al dejar caer un imán fuerte desde el lado izquierdotubo de aluminio sólidola caída es tan lenta y uniforme como si estuviera atrapado en un líquido viscoso invisible; mientras que desde el lado derecho contubo de aluminio con una fisura longitudinalla caída es increíblemente rápida.

Preguntas clave para la investigación (Big Questions)

Generador de central eléctrica¿Cómo convierte un generador gigante el movimiento mecánico en energía eléctrica continua?
Ley de generación de electricidad por magnetismo¿Qué lógica matemática y física sigue la generación de corriente inducida?
Factores que afectan la dirección¿Por qué la corriente inducida siempre actúa en sentido contrario?

Esencia física: Amortiguamiento electromagnético

Cuando un conductor se mueve en un campo magnético, las paredes del tubo cortan las líneas de campo magnético generando corriente inducida (corrientes parásitas). Según la ley de Lenz, esta corriente induce una fuerza de Ampere sobre el conductorfuerza de Ampere, cuya dirección siempre esoponerseal movimiento relativo del conductor. Este fenómeno se denominaamortiguamiento electromagnético.

Definición importante

Cuando un conductor se mueve en un campo magnético, la corriente inducida hace que el conductor experimente una fuerza de Ampere, cuya dirección siempre se opone al movimiento del conductor. Este fenómeno se denomina amortiguamiento electromagnético.

PREGUNTA 1

¿Por qué el imán cae más rápido en el tubo de aluminio fisurado que en el tubo de aluminio sólido en el experimento del museo de ciencias?

El tubo fisurado reduce la resistencia del aire sobre el imán

La grieta interrumpe el circuito de la corriente inducida, impidiendo la formación de fuertes corrientes parásitas

El campo magnético interno del tubo fisurado es más débil que el del tubo sólido

El peso del tubo de aluminio disminuye cuando se fisura

PREGUNTA 2

En la Figura 1.1-9, si un conductor con corriente es paralelo a la dirección del campo magnético, la fuerza de Ampere que actúa sobre él es:

valor máximo BIl

cero

depende de la magnitud de la corriente

PREGUNTA 3

Cuando la barra conductora MN se mueve hacia la derecha en un campo magnético (Figura 2.1-10), ¿cuál de las siguientes afirmaciones sobre la dirección de la corriente inducida en el circuito MNDC es correcta?

sentido horario

sentido antihorario (N → D → C → M)

PREGUNTA 4

Si la fem inducida es causada por un campo eléctrico inducido generado por cambios en el campo magnético, ¿cómo se llama esta fem?

fem de movimiento

fem inducida

fem autoinducida

PREGUNTA 5

El principio de funcionamiento del motor de inducción de corriente alterna utiliza principalmente:

inducción electrostática

impulsión electromagnética

ley de Coulomb