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Guía de ejercicios supletorio 2do BGU
1. El esquema muestra tres cargas eléctricas, dispuestas en los vértices de un triángulo rectángulo.
A
qa
qb
qc
P
a
Parámetro
a
b
Valor
-6
Unidad
µC
+2
µC
+1
50
90
µC
cm
cm
qc
b
a. Representa –en el esquema- el vector fuerza eléctrica resultante que aparece sobre la carga qb.
Etiquétela con Fb.
b. Calcula el valor de dicha fuerza resultante.
c. Represente –en el esquema- el vector campo eléctrico, actuante sobre el punto P, producido
solamente por la carga qa. Etiquételo con EPA.
d. Determine la energía potencial eléctrica que posee la carga qc.
e. Determina la magnitud del potencial eléctrico en A.
2. Marque con una X la opción correcta. El campo eléctrico producido por una carga positiva es un
vector, cuya magnitud:
A. ____ Disminuye cuando la distancia al centro de la carga aumenta.
B. ____ Aumenta cuando la distancia al centro de la carga aumenta.
C. ____ Se mantiene constante con la variación de la distancia al centro de la carga.
D. ____ Aumenta y luego disminuye con la variación de la distancia al centro de la carga.
3. Si el campo eléctrico producido por una carga Q positiva -a 2 m de distancia de su centro- es de 12 N/C.
a) Represente la fuerza eléctrica que se produciría sobre una carga positiva q1= 3 C, situada a esa
distancia de la carga Q.
b) Obtenga el valor de esa fuerza eléctrica.
c) Obtenga el valor de la carga Q.
d) Obtenga la intensidad del campo eléctrico que produce la carga q1 a 4 m de su centro
4. Si una carga eléctrica positiva de 4 kC se encuentra en un punto A del espacio con potencial eléctrico de
20V, entonces, la energía potencial eléctrica que experimenta la carga es:
A. ____ 0 J
B. ____ 80 J
C. ____ 80 000 J
D.____ -80 J
5. La fuente electromotriz de un generador eléctrico tiene un voltaje de 240 V y suministra una corriente
de 30 A. En 10 minutos de funcionamiento,
e)
f)
g)
h)
Calcula la potencia eléctrica del generador.
¿Cuánta carga eléctrica fluye por él?
¿Cuánta energía suministra la fuente electromotriz ?
¿Cuántos electrones fluyen por el generador en ese tiempo?
6. El esquema muestra dos circuitos X e Y. En el circuito X, la resistencia interna de la fuente de poder se
puede despreciar. En el circuito Y, la resistencia interna de la fuente de poder es 4 Ω.
circuit X
Circuito X
ε = 30 V
E
R =R20 Ω
circuit Y
Circuito Y
εE= 40 V
R1R= 20 Ω
R2 =R 10 Ω
a) Determine la potencia eléctrica en el circuito X.
b) Determine la potencia disipada en el circuito Y.
c) Calcule la corriente eléctrica que fluye por cada resistencia en el circuito Y.
7) Dos cargas de 5 y 8 µC se hallan situadas en los puntos (2;0) y (4;0) del eje 0X. Calcula el campo y el
potencial eléctrico en el punto medio.
8) Dos cargas de 6 µC y -4 µC se encuentran en los puntos (1,0) y (6,0) (las unidades están en metros) del
eje 0X. Halla dónde habrá de colocarse una carga de 2 µC de tal forma que ésta permanezca inmóvil.
9) Cuatro cargas de 10 C están en los vértices de un cuadrado de 2 metros de lado. Calcula el campo
eléctrico y el potencial eléctrico en el punto central.
a) ¿Qué sucedería si cambiásemos una de las cargas por otra de -10 C?
10) Una carga de 8 µC y 20 g de masa se sitúa en un campo eléctrico uniforme de 10 N/C. Calcula la
aceleración que experimenta y su velocidad a los 5 segundos.
11) Se tienen tres cargas de 2 C, 4 C y 6 C situadas en los vértices del triángulo (2;0), (6;0) y (4;3),
respectivamente.
a) Calcula el campo eléctrico que producen esas tres cargas en el punto (4;0).
12) . La batería de una calculadora de bolsillo tiene un voltaje de 4.5 V y suministra una corriente de 0.15
mA. En dos horas de funcionamiento,
(a) ¿cuánta carga fluye en el circuito?
(b) ¿cuánta energía suministra la batería al circuito de la calculadora?
13) Un dispositivo eléctrico usa para su funcionamiento dos baterías de 0,75 V y proporciona una
corriente de 600 mA sobre un resistor. Determina la resistencia eléctrica del resistor.
14) Se tiene un cable de 200 m de longitud y sección transversal de 5 mm de diámetro. Se quiere que la
resistencia eléctrica sea de 1 Ω.
¿Qué resistividad eléctrica debe tener el cable?
15) Dos materiales tienen diferente resistividad. Se fabrican dos cables de la misma longitud,
uno de cada uno de los materiales. ¿Es posible que los cables tengan la misma resistencia?
A ____ Sí, si el material con la resistividad mayor se usa para un cable más fino.
B ____ Sí, si el material con la resistividad más grande se usa para un cable más grueso.
C ____ No es posible.
Escoja la opción que considere correcta y justifique su respuesta.
16) ¿Cómo varía la resistencia del cobre cuando tanto la longitud como el diámetro del cable se
17) duplican?
A ____ Disminuye en un factor de dos.
B ____ Aumenta en un factor de dos.
C ____ Aumenta en un factor de cuatro.
D ____ Disminuye en un factor de cuatro.
E____ No varía.
Escoja la opción que considere correcta y justifique su respuesta.
17. Dada una espira circular de diámetro 20 cm, que transporta una corriente de 8000 µA.
a) Encontrar el campo magnético en el centro de una espira.
b) Dibuje las líneas del campo magnético generado.
18. Una espira rectangular de lado menor: 25 cm y lado mayor: 40 cm por la que circula una corriente de 14
A en el sentido horario y sobre la que actúa un campo magnético uniforme de intensidad B y dirección
horizontal. Se especifican algunos datos sobre las fuerzas magnéticas que actúan en los lados
a) Determine el valor de las fuerzas no especificadas.
b) Determine la magnitud del campo magnético que actúa sobre la espira.
c) Represente el campo magnético actuante.
F2 = 0
N
F1 = 5
N
F4 = ?
F3 = 0
N
19. Dada una espira circular de radio 25 cm, que produce un campo magnético en el centro de la espira de
0.04 T, actuando en el sentido mostrado.
a) Encontrar la corriente que circula por la espira.
b) Represente el sentido de la corriente en la espira.
20. Una espira rectangular de lado menor: 10 cm y lado mayor: 20 cm, se encuentra bajo la influencia de un
campo magnético uniforme de intensidad 0.03 T, que forma 35° con la horizontal. Por la espira circula
una corriente de 20 kA en el sentido antihorario.
a) Determine el valor de las fuerzas en cada lado de la espira.
b) Determine el sentido de las fuerzas en cada lado de la espira
21. Obtenga las lecturas de los instrumentos de medición señalados para la situación planteada:
Variante
1
2
3
4
5
No.
1
V
(V)
30
R1
(Ω)
18
S1
Abierto
Cerrado
Cerrado
Cerrado
Abierto
R2
(Ω)
18
R3
(Ω)
18
Estado del interruptor
S2
S3
Cerrado
Abierto
Cerrado
Abierto
Cerrado
Abierto
abierto
Cerrado
Cerrado
Abierto
R4
(Ω)
11
R5
(Ω)
16
R6
(Ω)
17
S4
Abierto
Abierto
Cerrado
Cerrado
Cerrado
R7
(Ω)
19
R8
(Ω)
14
22. En un circuito en serie, formado por n resistencias distintas, la corriente eléctrica que circula por esas resistencias
es:
a) _____Igual
b) _____ Diferente
c) _____ Cero
d) _____ Igual al voltaje de le f.e.m.
23. En un circuito en paralelo, formado por n resistencias distintas, la corriente eléctrica que circula por esas
resistencias es:
e) _____ Igual
f) _____ Diferente
g) _____ Cero
h) _____ Igual al voltaje de la f.e.m
24. En un circuito en paralelo, formado por n resistencias distintas, la diferencia de potencial entre esas resistencias
es:
i) ____ Igual
j) _____ Diferente
k) _____ Cero
l) _____ Igual al voltaje de la f.e.m
25. Obtenga los parámetros solicitados en el circuito que se muestra:
a)
Corriente eléctrica que circula por el punto:
___1 ____2 ___3 ____4 ____5 ____6 ____7 ____8
b) Diferencia de potencial entre los puntos:
___2-3 ____4-5 ___6-7
26. Obtenga los parámetros solicitados en el circuito que se muestra:
a)
Corriente eléctrica que circula por el punto:
___1 ____2 ___3 ____4 ____5 ____6 ____7 ____8
b) Diferencia de potencial entre los puntos:
___3-6 ____4-7 ___5-8
No.
2
3
V
(V)
20
10
R1
(Ω)
20
19
R2
(Ω)
19
18
R3
(Ω)
16
11
R4
(Ω)
17
18
R5
(Ω)
17
20
R6
(Ω)
12
11
R7
(Ω)
20
16
R8
(Ω)
12
15
27. Cuál de los siguientes circuitos muestra el modo correcto de colocar amperímetros y voltímetros
ideales para medir la corriente y la diferencia de potencial de la lámpara de filamento?
A.
B.
A
A
V
V
C.
D.
A
A
V
V
28. En el circuito mostrado, el voltímetro tiene resistencia interna de 20 kΩ. La batería tiene fuerza
electromotriz de 6.0 V y resistencia interna despreciable.
6.0 V
20 k
10 k
V
20 k
La lectura del voltímetro es:
A.
2.0 V.
B.
3.0 V.
C.
4.0 V.
D.
6.0 V.
29. Una batería de fuerza electromotriz 30 V y resistencia interna despreciable, se conecta a tres
resistores, cada uno de resistencia 20 Ω y a un interruptor. Al circuito se conecta un voltímetro
ideal.
E
R
R
V
R
a) ¿Qué lectura tiene el voltímetro cuando el interruptor está cerrado?
A. 0
B. 15 V
C. 30 V
D. 10 V
30. El circuito que se muestra está formado por una fuente de poder que genera 12 V y no posee resistencia
interna, una lámpara de filamento de resistencia 8 Ω y un divisor de potencial de resistencia total 20 Ω.
Si el deslizador S del divisor de potencial se encuentra en el centro de la longitud del mismo.
a) Ubique apropiadamente un amperímetro y un voltímetro para medir la corriente eléctrica y la diferencia de
potencial que fluyen a través de la lámpara de filamento.
b) Determine las lecturas de dichos instrumentos.
31. En los circuitos que se muestran, las todas las fuentes de poder tienen la misma tensión igual a 40
V y no poseen resistencia interna. Todos los resistores tienen la misma resistencia interna igual a
20 µΩ.
Circuito X
Circuito Y
Circuit X
Circuit Y
a) ¿En cuál circuito se producirá el menor consumo de corriente eléctrica?
A. X.
B.
Y.
C.
Z.
D.
Circuit Z
Circuito Z
En todos por igual.
b) En el circuito que usted escogió, calcule el consumo de corriente que se produciría en el mismo si
permanece encendido durante 72 horas y la tarifa horaria es de 0.60 $/kWh
32. En el circuito que se muestra, ¿Qué medidor no se encuentra correctamente colocado?
1
A 1
32
V
23
A
44
V
A.
1
B.
2
C.
3
D.
4
33. El diagrama muestra el circuito utilizado para medir el voltaje y la diferencia de potencial de un
componente eléctrico X.
X
En el diagrama anterior
a)
Etiquete el amperímetro con una A y el voltímetro con una V.
(1)
b)
Marque la posición de contacto del potenciómetro que producirá una lectura de cero en el
voltímetro. Etiquete esta posición con la letra P.
34. A continuación se muestra un circuito formado por una fuente de poder que genera una fuerza
electromotriz igual a 12 V y tres resistencias. Una de ellas es un sensor de temperatura, cuya
gráfica de sensibilidad aparece más abajo.
a) Determine la diferencia de potencial alrededor de la resistencia de 10 kΩ, cuando la temperatura es 50 °C.
35. Un delgado conductor de cobre hace pasar entre los polos de un magneto.
36. Una carga de 2 C, se mueve con rapidez constante de 200 m/s en la dirección mostrada. La carga entra un campo
magnético uniforme de 0.1 T, que forma 90° con la dirección de la velocidad de la carga. Tanto la carga como el
campo magnético están contenidos en el plano de la página.
a.
𝐵
Determine la magnitud de la fuerza magnética
actuante sobre la carga q.
𝑣
q=+2C
Escoja el diagrama que mejor representa el sentido y dirección del vector fuerza magnética sobre la carga q.
A.___
B.___
C.___
D.___
E.___ X
F.___
G.___
37. Dos conductores estrechos y largos se colocan sobre el plano de la página y conducen corrientes de 2.0 A y 3.0 A. El
punto R está situado también en el plano de la página.
a.
Determine la magnitud del campo magnético en R.
38. Un alambre que conduce una corriente eléctrica (I) es perpendicular a un campo magnético de magnitud B.
Suponiendo una longitud de alambre fija,
a) ¿Cuáles de los siguientes cambios dará por resultado un aumento de la fuerza sobre el alambre en un factor de 2?
A___ Disminuir el ángulo de 90° a 45.
B___ Disminuir el ángulo de 90° a 30°
C___ Aumentar la corriente al doble.
D___ Aumentar del campo magnético a la mitad
b) Justifique su respuesta.
c)
Escoja el diagrama que mejor representa el sentido y dirección del vector fuerza magnética resultante sobre el punto
conductor de la corriente.
A.___
B.___
C.___
D.___
E.___ X
F.___
G.___
39. Determine en número de vueltas necesario para que un solenoide de 50 cm de longitud, por el que
circula una corriente de 3 A, produzca un campo magnético de 1.5 T.
40. Calcule la longitud que ha de poseer un solenoide de 8000 vueltas, por el que circula una corriente de
0.5 A para que produzca un campo magnético de intensidad 2 T.