Campo electrostático

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Termodinámica
SOLUCIONES

 

1.- En un campo electrostático, el corte de dos superficies equiescalares con forma de elipsoide, con sus centros separados y un mismo eje mayor:
  1. No existe.
  2. Es una elipse.
  3. Es una circunferencia.
  4. Es una hipérbola equilátera.
    5.

2.- El punto A está a 3 metros de una carga Q y el punto B está a 5 metros de la misma carga. Podemos asegurar:
  1. EA=25/9 EB.
  2. 25 EA= 9 EB.
  3. VA=3/5 VB.
  4. VA=3/5 EB.

3.- El potencial eléctrico en un punto es:
  1. La fuerza por unidad de carga positiva en ese punto.
  2. El espaciamiento entre líneas electrostáticas de fuerza alrededor de ese punto.
  3. Directamente proporcional a las cargas que rodean al punto.
  4. El trabajo requerido para mover desde el infinito hasta el punto, una unidad de carga positiva.

4.- Denominamos campo (eléctrico o gravitatorio, en su caso) a:
  1. La parte del espacio donde, al colocar un segundo cuerpo, actúa sobre éste una fuerza debida a la presencia de un primer cuerpo en esa zona del espacio.
  2. La zona del espacio en que se manifiestan fuerzas atractivas sobre cualquier cuerpo que en ella esté.
  3. La zona del espacio en que las cargas eléctricas son de carácter repulsivo.
  4. La intensidad de la fuerza que se manifieste al mover un cuerpo cargado en presencia de otro.

5.- ¿Qué relación existe entre la fuerza gravitatoria y la electrostática cuando dos protones se encuentran a 1 m. de distancia? masa protón: 1,66 x 10-27 Kg. carga protón: 1,6 x 10-19 C.
  1. Es mucho mayor la gravitatoria.
  2. Son del mismo orden de magnitud.
  3. Es mucho mayor la electrostática.
  4. No existe fuerza de atracción gravitatoria.

6.- Un conductor rectilíneo indefinido cargado uniformemente crea un potencial de 20V en los puntos situados a 2m de él, y de 10V en los situados a 4 m. La densidad lineal de carga del conductor es:

  1. 5 x 10-10 C/m.
  2. 8 x 10-10 C/m.
  3. 3 x 10-10 C/m.
  4. 9 x 10-10 C/m.

7.- El gradiente de un potencial V es:
  1. Un vector que tiene la dirección de máxima variación del campo escalar V, y cuyo módulo viene dado por la derivada de dicho campo escalar en esa dirección.
  2. Un vector que tiene la dirección de máxima variación del campo escalar V, y cuyo módulo viene dado por la derivada de dicho campo escalar con respecto al tiempo.
  3. Un escalar que se obtiene derivando el campo con respecto a la dirección de máxima variación del campo escalar en esa dirección.
  4. Un escalar que se obtiene derivando el campo con respecto a la máxima variación del tiempo.

8.- Si tenemos una carga positiva de 1 C en el centro de una esfera de radio R, el flujo total a través de la superficie de dicha esfera será:
  1. 1/e C.m
  2. 4 p K C.
  3. 1/e V.m
  4. 4 p K C/m2

9.- Cuando una carga eléctrica puntual de +2m C. se encuentra situada en el centro geométrico de un cubo de 2 m. de arista, y el medio es el vacio (e o=8,85.10-12C2N-1m-2 ) el flujo eléctrico a través de una de las caras es:

  1. 3,77 . 104 V . m
  2. 2,00 . 103 V . m
  3. 1,80 . 104 V . m
  4. 3,33 V . m

10.- De las siguientes proposiciones indique la verdadera:
  1. Dos esferas de densidades eléctricas 1 y 2 unidades C.G.S. y radios 2 y 4 cm. respectivamente, cuando están separadas 10 cm. se repelen con una fuerza de p dinas. (Tómese K = 1).
  2. Dos cargas puntuales positivas de 5 m C. y 2 m C., situadas en el vacío y a 3 mm. de distancia se repelen con una fuerza de 104 N.
  3. Cuando dos partículas alfa ( Q = 3,2 x 10-19 C; M = 6,62 x 10-24 Kg.) están situadas en el vacío y a una distancia de 1 Amstron, la fuerza gravitatoria es igual a la fuerza eléctrica colombiana.
    4.
  4. La ecuación de dimensiones de e o en el Sistema Internacional según la Ley de Coulomb es: M-1 L-2 T4 A2.

11.- El teorema de Gauss, aplicado extensamente en campos gravitatorios y electrostáticos, encuentra su máxima utilidad para el cálculo de:
  1. Superficies equipotenciales.
  2. Potencial gravitatorio en un punto.
  3. Flujo que atraviesa una superficie cerrada.
  4. Valores de potencial nulo.

12.- Respecto a los campos gravitatorio y eléctrico, señale la proposición verdadera:
  1. Ambos son independientes del medio que rodea al cuerpo que los crea.
  2. El campo gravitatorio tiene siempre el mismo sentido, dirigido al cuerpo que lo crea.
  3. El eléctrico no es siempre inversamente proporcional al cuadrado de la distancia existente a la carga que lo crea.
  4. La fuerza gravitatoria, al ser de tipo central, admite una energía potencial asociada, mientras que la eléctrica no admite energía potencial asociada por no ser de tipo central.

13.- Tres cargas puntuales están en el eje X: Q1=-6m C (-3,0), Q2=4m C(0,0), Q3=-6m C(3,0). El valor de la fuerza total ejercida sobre Q2 por las demás cargas es:

  1. 18.10-3 i N.
  2. 0
  3. 6.103 i N
  4. 2 i N

14.- ¿Cuál es el campo eléctrico creado por un hilo indefinido cargado uniformemente con una densidad de carga A C/m. Donde e o es la permitividad eléctrica del vacío y r es la distancia al hilo (en metros).

  1. l / (p e o r2) N/C
  2. l / (4 p e o r2) N/C
  3. l / (2 p 2 e o r) N/C
  4. l / (2 p e o r) N/C

15.- Señale la proposición verdadera: Respecto a los campos conservativos podemos decir:
  1. Cuando una partícula se desplaza por un campo conservativo nunca varia su energía potencial.
  2. Las fuerzas de gravedad, rozamiento y elásticas son conservativas.
  3. Los campos vectoriales son conservativos cuando el vector que los caracteriza puede ser obtenido por el gradiente de una magnitud escalar.
  4. Los campos de fuerzas centrales son campos vectoriales pero no son conservativos .

16.- De las siguientes proposiciones señale la que haga referencia únicamente a fuerzas conservativas.
  1. Gravedad, elásticas, peso y rozamiento.
  2. Peso, elásticas, rozamiento y eléctricas.
  3. Peso, elásticas, eléctricas y gravedad.
  4. Elásticas, gravedad, rozamiento y eléctricas.

17.- ¿Cuál es el campo eléctrico producido por una carga uniformemente distribuida sobre un plano con densidad s C/m2, siendo e o la permisividad eléctrica del vacío.

  1. E = s / ( 2e o )
  2. E = s / ( e o )
  3. E = 2s / ( e o)
  4. E = 4s / ( e o)

18.- Una carga puntual +q está situada en el origen, y una carga igual pero opuesta -q está sobre el eje X a una pequeña distancia de la primera en el punto x= -a. El campo eléctrico en los puntos del eje X muy alejados del origen se puede considerar que es:
  1. Ex = Ey = Ez = 0
  2. Ex = Ey = 0 Ez = (2Kqa)/x3.
  3. Ex = Ez = 0 Ey = (2Kqa)/x3.
  4. Ey = Ez = 0 Ex = (2Kqa)/x3.

19.- ¿Cuál de las siguientes premisas es correcta?
  1. Si el campo eléctrico es cero en alguna región del espacio, el potencial eléctrico debe ser también nulo en dicha región.
  2. Si el potencial eléctrico es cero en alguna región del espacio, el campo eléctrico debe ser cero también en dicha región del espacio.
  3. Las líneas de campo eléctrico señalan hacia las regiones de potencial más alto.
  4. En electrostática, la superficie de un conductor no es una superficie equipotencial.

20.- De entre las siguientes proposiciones que se refieren al potencial eléctrico en un punto y a la energía potencial de una carga situada en ese punto, señale la verdadera:
  1. El valor del potencial depende de la situación del punto y el de la energía potencial no.
  2. El valor del potencial depende de la carga que se sitúa en el punto y el de la energía potencial no.
  3. El valor de la energía potencial depende de la situación del punto y el del potencial no.
  4. El valor de la energía potencial depende de la carga que se sitúa en el punto y el del potencial no.

21.-¿Cuál de las siguientes afirmaciones es falsa:
  1. EI potencial eléctrico puede ser positivo o negativo.
  2. El potencial gravitatorio es siempre negativo.
  3. Los puntos que equidistan del centro del campo forman una superficie equipotencial.
  4. El potencial es una magnitud vectorial asociada a cada punto del campo.

22.-¿Cuál de las siguientes expresiones es cierta?.
  1. El flujo es una magnitud vectorial.
  2. El flujo que atraviesa una superficie gaussiana esférica es independiente del radio de la esfera.
  3. El flujo es negativo si las líneas salen de una superficie cerrada.
    4.
  4. En un campo no uniforme la expresión de flujo es F = E S

23.- ¿Cual es el módulo del campo eléctrico creado por un hilo conductor de longitud infinita, uniformemente cargado con una densidad lineal de carga l , a una distancia r del hilo? Supóngase que e es la permitividad eléctrica del medio.

  1. l / (p r2 e )
  2. l / (2 p r e )
  3. l / (4 p r e )
  4. l / (p r e )

24.- ¿Cual de las siguientes afirmaciones referidas a una esfera conductora es falsa?
  1. El potencial en cualquier punto interior de la esfera es constante.
  2. El campo eléctrico en cualquier punto interior de la esfera es nulo.
  3. La carga de la esfera se reparte por su superficie.
  4. El campo eléctrico en cualquier punto del exterior de la esfera es constante.

25.- Si tenemos dos cargas eléctricas positivas e iguales separadas por una distancia 2a y por el punto medio del segmento que las une se traza un plano perpendicular a dicho segmento. El lugar geométrico de los puntos de dicho plano en el que la intensidad del campo eléctrico es máxima, por razón de simetría, es una circunferencia. ¿Cual es su radio?.

26.- ¿Cuánto vale el módulo del campo eléctrico producido a una distancia r de un plano cargado con una distribución uniforme de carga de valor s ?. Supóngase que e es la permitividad eléctrica del medio.
  1. 0
    2.
  2. s /e
  3. s /2e
  4. s /e r2.

27.- Dos cargas iguales y opuestas, +q y -q, están separadas una distancia a, se denomina O al punto medio de la recta que las une y OP un segmento de longitud r, que forma un ángulo q con respecto a la recta que une las cargas, tal como indica la figura. Suponiendo que a es mucho menor que r. ¿Cuál es el potencial eléctrico en el punto P?. Se designa por e a la permitividad eléctrica del medio.

  3. 0
    4.

28. En un cuerpo sólido conductor cargado electrostáticamente, la carga se distribuye:
  1. Uniformemente por todo el volumen del sólido.
  2. Alcanza el máximo en el centro y decrece exponencialmente hacia la periferia.
  3. En el centro de gravedad del cuerpo.
  4. Por la superficie del conductor.
    5.

29.- Tres cargas eléctricas Q1=3m C, Q2= -2m C y Q3=4m C están situadas en los vértices de un rectángulo de lados 3 y 4 metros, tal como se indica en la figura. Si K=9.109 N.m2.C-2 el valor del potencial eléctrico en el punto P es:

  1. 22.145 V
  2. 50.015 V
  3. 35.215 V
  4. 15.150 V

30.- Un dipolo eléctrico es un sistema de dos cargas q iguales de distinto signo y separadas por una distancia fija L. Se coloca alineado paralelamente a un campo eléctrico a lo largo del eje X. El campo no es uniforme y varía linealmente a lo largo del eje X, siendo dE/dx=k. Determínese la fuerza que actúa sobre el dipolo:
  1. 2KqL
  2. KqL
  3. KqL2.
  4. KqL/2

31.- Una carga eléctrica q=3m C está situada en el origen de coordenadas. Se pide hallar el flujo de su campo eléctrico a través de la superficie triangular de vértices (1,0,0) , (0,1,0) y (0,0,1) con las coordenadas en metros. e o=9.10-12C2N-1m-2.

  1. 50.000 NC-1m2.
  2. 41.666,66 NC-1m2.
  3. 62432 NC-1m2.
  4. 30.666,66 NC-1m2.

32. El flujo del campo creado por un dipolo eléctrico formado por dos cargas (+q) y (-q) a través de una superficie cerrada que rodea el dipolo y situado en el vacío con constante dieléctrica e o es igual a:

  3. 0
    4.
 

33.- En una esfera en equilibrio electrostático, con densidad superficial de carga s:

a)    El potencial es nulo en el interior.

b)    El potencial en el exterior es mayor que en el interior.

c)     El campo eléctrico, no nulo, es constante en el interior.

d)    El potencial es constante en el interior.

34.- La constante dieléctrica relativa del agua es 80 y sabiendo que dos cargas situadas en el vacío a 1 m de distancia se repelen con una fuerza de 10 N se puede decir que:

a)    La fuerza sería de 20 N si las cargas en el vacío estuviesen separadas 0,5 m.

b)    La fuerza sería de 5 N si las cargas en el vacío estuviesen separadas 2 m.

c)     Para que la repulsión fuese la misma, en el agua deberían estar separadas a  m

d)    Dentro del agua la fuerza sería 80 veces menor que en el vacío si las cargas estuvieran a igual distancia.

35.‑ A, B y C son tres bolas esféricas conductoras idénticas, de radio muy pequeño. A y B están fijas y a 1 m de distancia y la carga de A es diez veces mayor que la de B. La bola C, inicialmente en estado neutro, puede moverse libremente en la recta AB. Si con unas pinzas aislantes se coge la bola C y se pone en contacto con la A, dejándola a continuación libre, señale en que posición quedará en equilibrio:

A)    En contacto con A

B)    A 50 cm de B

C)   A 69,1 cm de A

D)   A 10 cm de B

36)   Una carga eléctrica puntual de 27 mC se encuentra situada en el centro geométrico de un cubo de 2 m de arista. ¿Cuál es el flujo eléctrico que atraviesa una de las caras?. Considere e=9.10-12 C2/(N.m2).

A)  6.105 V.m

B)  3.106 V.m

C) 5.105 V.m

D) 2.106 V.m

37)    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones referidas a un conductor eléctrico en equilibrio es falsa?

A)  El campo eléctrico fuera del conductor es perpendicular a su superficie y tiene un módulo igual a s/(2e), donde s es la densidad superficial de carga y e es la permitividad eléctrica del medio.

B)  El campo eléctrico en cualquier punto interior del conductor es cero.

C) Cualquier exceso de carga en el conductor se acumula en su superficie.

D) Todo punto del conductor cargado en equilibrio está al mismo potencial.

38. Dos cuerpos iguales de 3 g de masa cuelgan del mismo punto mediante dos hilos no conductores de 50 cm de longitud, y masa despreciable. A1 electrizar los cuerpos con cargas iguales, y suponiendo que se comportan como cargas puntuales, los hilos se separan hasta formar un ángulo de 60º . ¿Cuál es el valor de la fuerza electrostática de repulsión? (g=l0 m/s2).

A) 0,0173 N

B) 0,0104 N

C) 0,052 N

D) 0,346 N