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“ G U I A D E F I S I C A III “
Agosto de 2010
TEORÍA
RAP I
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Definición e importancia de la electrostática.
Estructura atómica de la materia.
Modelos atómicos (hasta el modelo cuántico)
Tipos de cargas eléctricas.
RAP 2
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“CAMPO ELÉCTRICO”
Concepto de campo de fuerza, campo eléctrico y carga de prueba.
Definición y características de las líneas de fuerza eléctrica.
Intensidad de campo eléctrico, análisis vectorial.
Modelo matemático.
Aplicaciones.
RAP 5
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“LEY DE COULOMB”
Concepto de carga puntual.
Descripción del experimento de coulomb.
Enunciado y modelo matemático de la ley de coulomb.
Aplicaciones de la ley de coulomb.
RAP 4
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“ELECTRIZACIÓN”
Cuerpos neutros y eléctricamente neutros.
Métodos de electrización.
Ley de interacción de la carga eléctrica.
Principio de conservación y cuantificación de la carga eléctrica.
Conductores, semiconductores, superconductores y aisladores.
Generadores electrostáticos.
RAP 3
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“GENERALIDADES”
“LEY DE GAUSS”
Concepto de Flujo Eléctrico, densidad de Flujo Vector área y Superficie Gaussiana.
Densidad lineal, Superficial y volumétrica de área,
Enunciado de la ley de Gauss.
Modelo matemático.
Aplicaciones.
“ G U I A D E F I S I C A III “
Agosto de 2010
PRIMER PERIODO
TEORÍA
1)
Rama de la Física que estudia la carga eléctrica en reposo:
a) Electrodinámica
2)
c) positivos
d) neutros
b)...ha ganado
neutrones
c)...ha ganado
electrones
d)...ha perdido
protones
b) contacto
c) inducción
d) frotamiento
b)...la Ley de
Coulomb
c)...la Ley de las
cargas eléctricas
d)...la Ley Eléctrica
b)...de repulsión
c)...de repulsión y
atracción
d)...nula
“Las carga eléctrica neta, antes y después de cualquier proceso físico, permanece
constante”; este enunciado corresponde a…
a)...la Ley de cargas
eléctricas
9)
b) eléctricos
La fuerza electrostática que se manifiesta entre un par de cargas eléctricas puede ser…
a)...de atracción
8)
d) neutrón
“Cargas eléctricas de signos opuestos se atraen y cargas eléctricas del mismo signo se
repelen”; este enunciado corresponde a…
a)...la Ley de
interacción de
cargas eléctricas
7)
c) positrón
Método de electrización en el cual, al frotar dos objetos, el primero adquiere carga negativa
y el segundo adquiere carga positiva:
a) conducción
6)
b) electrón
Un conductor posee carga eléctrica negativa, cuando…
a)...ha ganado
protones
5)
d) Electricidad
Cuerpos que poseen igual cantidad de carga positiva y carga negativa en estado de reposo:
a) negros
4)
c) Electrostática
Partícula elemental que posee carga eléctrica positiva:
a) protón
3)
b) Electrónica
b)...la Ley de
Coulomb
c)...la Ley de
d)...la Ley de Gauss
conservación de
la carga eléctricas
Partícula elemental que posee carga eléctrica negativa:
a) neutrón
b) protón
c) electrón
d) positrón
10) Tipo de material que facilita el flujo de carga eléctrica:
a) aislador
b) semiconductor
c) súperaislador
d) conductor
11) Tipo de material que se opone al flujo de carga eléctrica:
a) conductor
b) semiconductor
c) aislador
d) superconductor
12) Dispositivo que detecta la carga eléctrica, el cual consiste en una lámina delgada unida a
una barra conductora:
a) electroscopio
b) voltímetro
c) amperímetro
d) galvanómetro
13) La madera, el plástico y vidrio, son ejemplos de materiales...
a)...semiconductores
b)...neutros
c)...conductores
d)...aisladores
14) Número de electrones contenidos en una carga de 1 Coulomb:
a) 6.2  1018
b) 1.6  10 19
c) 9  109
d) 1.67  10 27
15) Partícula elemental que no posee carga eléctrica:
a) protón
b) electrón
c) neutrón
d) positrón
16) Estado de un átomo con exceso o déficit de electrones:
a) electrificado
b) positrón
c) neutralizado
d) ionizado
17) La fuerza electrostática, de repulsión o atracción, entre dos cargas eléctricas esta en
relación inversa a…
a)...la constante k
b)...la distancia al
cuadrado
c)...el producto de las
cargas
d)...la constante de
permitividad
18) La fuerza electrostática, de repulsión o atracción, entre dos cargas eléctricas está en
relación directa a…
a)...la constante de
permitividad
b)...la constante k
c)...la distancia al
cuadrado
d)...el producto al
cargo
19) Expresión matemática de la Ley de Coulomb:
a) F 
q1q2
kr 2
kr 2
b) F 
q1 q 2
c) F 
kq1q 2
r2
d) F 
kq1
q2 r 2
20) Espacio alrededor de una carga eléctrica, en el cual se manifiesta la fuerza eléctrica sobre la
carga…
a)...Campo
Gravitacional
b)...Campo Magnético c)...Campo Universal
d)...Campo Eléctrico
21) El campo eléctrico está en relación Inversa a
a)...la distancia
b)...la fuerza
c)...la constante k
d)...la permitividad
22) El campo eléctrico está en relación directa a...
a)...la constante k
b)...la permitividad
c)...la distancia
d)...la fuerza
23) Una carga de un Coulomb que atraviesa la sección transversal de un conductor en un
segundo, corresponde a la definición de…
a)...1 Ampere
b)...1 Joule
c)...1 Newton
d)...1 Volt
24) Magnitud de la constante k en el vacío o en el aire:
a) k = 0
b) k = 1 Nm2/C2
c) k = 9  109 Nm2/C2 d) k = 3 109 Nm2/C2
25) “Carga, que situada frente a otra igual, en el aire, a una distancia de un metro se rechazan
con una fuerza de 9  109 N ”; este enunciado corresponde a la definición de…
a)...u.e.s.
b)...Newton
c)...Coulomb
d)...Joule
26) Magnitud presente en la Ley de Coulomb que es adimensional en sus unidades..
a) permitividad
relativa
b) permitividad
absoluta
c) el producto de las
cargas
d) permitividad
absoluta en el aire
27) En la Ley de Coulomb, si la distancia entre un par de cargas tiende a aumentar, la fuerza
entre ellas tenderá a disminuir, hasta que…
a)...F = 0
b)...F = 1 N
c)...F = 9x109 N
d)...F = 6.67x10-12 N
28) Corresponde al número de líneas de fuerza eléctricas que atraviesan una área transversal en
el espacio:
a) Flujo electroestático b) Campo
electroestático
c) Densidad de flujo
d) Desplazamiento
29) Corresponde a la corriente de un Ampere que fluye a través de un conductor en un
segundo:
a) u.e.s.
b) 1 Newton
c) 1 Coulomb
d) 1 Joule
30) En la Ley de Coulomb, cuando las cargas eléctricas tienden a aumentar en magnitud;
manteniendo fija la distancia entre ellas, la fuerza entre el par de cargas tiende…
a)...a disminuir
b)...a 1
c)...a 0
d)...a aumentar
31) La intensidad de campo eléctrico en regiones más cercanas a la carga generadora, tiende…
a)...a aumentar
b)...a disminuir
c)...a igualarse
d)...a cero
32) La densidad de líneas de fuerza en regiones alejadas de la carga generadora tiende...
a)...a anularse
b)...a aumentar
c)a cero
d)...a disminuir
33) “El número de líneas de fuerza que atraviesan una superficie cerrada en el espacio es igual
a la carga generadora”; el anterior enunciado se refiere a…
a)...la Ley de
Coulomb
b)...la Ley de
Cavendish
c)...la Ley de Gauss
d)...la Ley de Newton
34) “Carga, que situada frente a otra igual, en el aire, a una distancia de un centimetro se
rechazan con una fuerza de una dina”; este enunciado corresponde a la definición de…
a)...Coulomb
b)...u.e.s.
c)...Newton
d)...Ampere
35) El número de líneas eléctricas que atraviesan una superficie cerrada fluyen hacia fuera,
entonces el flujo electroestático es…
a)...Nulo
b)...Negativo
c)...Cero
d)...Positivo
36) El número de líneas eléctricas que atraviesan una superficie cerrada fluyen hacia adentro,
entonces el flujo electroestático es…
a)...Mayor
b)...Positivo
c)...Menor
d)...Negativo
37) En una esfera metálica conductora, la carga eléctrica se distribuye uniformemente…
a)...en el centro de la
esfera
b)...en la superficie de c)...hacía afuera de la
la esfera
esfera
d)...hacía al interior de
la esfera
38) Los materiales conductores quedan cargados eléctricamente por el movimiento de...
a)...protones
b)...electrones
c)...neutrones
d)...positrones
39) Partícula atómica que conserva las características físicas y químicas de la materia de la cual
procede:
a) átomo
b) molécula
c) cuerpos simple
d) materia
I.
FORMULARIO Y PROBLEMARIO
PROBLEMARIO
1.
Dos esferas, cada una con carga de 3 µC, están separadas por 20 mm. ¿Cuál es la fuerza de
repulsión entre ellas?
R: F = 202 N.
2.
Una partícula alfa consiste en dos protones ( qe = 1.6 x 10-19 C ) y dos neutrones ( sin
carga ) ¿Cuál es la fuerza de repulsión entre dos partículas alfa separadas 2 mm entre sí?
R: F = 2.3 x 10-10 N
3.
¿Cuál es la separación de dos cargas de -4 µC si la fuerza de repulsión entre ellas es de
200 N?
R: r = 26.8 mm
4.
Una carga de 10 µC y una carga de -6 µC están separadas 40 mm. ¿Qué fuerza existe entre
ellas?. Las esferas se ponen en contacto unos cuantos segundos y luego se separan de
nuevo 40 mm. ¿Cuál es la nueva fuerza ¿Es de atracción o repulsión?
R: F = 338 N, atracción; F = 5.62 N, repulsión.
5.
Una carga de +60 µC se coloca 60 mm a la izquierda de una carga de + 20 µC ¿Cuál es la
fuerza resultante sobre una carga de – 35 µC colocada entre el punto medio entre las dos
cargas?
R: F = 1.40 x 104 N, hacía la izquierda
6.
Una carga de 64 µC esta colocada a 30 cm a la izquierda de una carga de 16 µC. ¿Cuál es
la fuerza resultante sobre una carga de -12 µC localizada exactamente 50 mm debajo de la
carga de 16 µC?
R: F = 2650 N,  = 113.30
7.
Tres cargas puntuales, q1 = + 8 C, q2 = - 4 C y q3 = + 2 C están en las esquinas de un
triángulo equilatero, 80 mm sobre cada uno de los lados. ¿Cuáles son la magnitud y la
dirección de la fuerza resultante sobre la carga de + 8 C?
R: F = 39 N,  = 3300
8.
En los vértices de un triangulo equilátero de 12 cm por lado se colocan esferas cargadas
con Q1 = 7x 10-7C, Q2 = 6x 10-7 C y Q3 = -5 x 10-7 C. Calcule la fuerza resultante sobre Q2.
Q3
Q1
9.
Q2
El átomo de cierto elemento tiene A = 80 Y Z= 39. Calcule la masa de 43 átomos de este
elemento.
10. Una barra de vidrio adquiere una carga eléctrica de 4.8 x 10-15C, al tocar una esfera
metálica su carga se reduce a 24 x 10-16C. Determine.
a) La magnitud y signo que adquiere la esfera
b) ¿Cuántos electrones fueron transferidos?
11. En la figura siguiente E= 14x106 V/m constante. Si se lanza un electrón horizontal con
M.R.U. entre las placas A y B determine.
a) La dirección y sentido del campo eléctrico
b) La fuerza ejercida sobre el electrón
12. El átomo de cierto elemento tiene una masa atómica de 66 y su número atómico es 32.
Calcular
a) La masa en kilogramos
b) la carga eléctrica negativa
c) La carga eléctrica positiva
d) la carga neta del átomo
13. Una carga puntual de 0.9µC origina en un punto, una intensidad de campo eléctrico con
una magnitud E=5x106 N/C (o H/m). Determinar a que distancia se encuentra el punto con
respecto a la carga.
14. Una carga puntual Q=3.2x10-6 C, se encuentra dentro de un campo eléctrico, que le aplica
una fuerza de magnitud F=0.5N. Determinar que intensidad de campo eléctrico (vector)
existe en el punto ocupado por la carga.
15. Dos cargas puntuales Q1=3µC y Q2=5.12µC, se atraen con una fuerza de magnitud 2.8N,
determinar la distancia que los separa.
16. En la grafica Q1=5µC, Q2=-6µC y Q3=7µC, con las distancias anotadas. Obtener que fuerza
(vector) ejercen Q1 y Q2 sobre Q3.
*________*_____________*
Q1 2cm
Q2
3cm
Q3
17. Si a un cuerpo se le quitan 4x103 electrones, determinar que carga adquiere dentro del S.I.
indicando signo.
18. En los siguientes elementos determinar la masa, carga total positiva, carga total negativa y
carga neta de cada átomo dentro del S. I.
Fe, Cu, Na
19. De acuerdo con las características, ¿cuántos electrones se necesitan para igualar la masa de
un protón?
20. De acuerdo con la estructura obtenida para los elementos en el problema 23, especifique
cuales tienen propiedades conductoras y cuáles son aislantes.
21. ¿Qué masa total dentro del S. I. tienen 50 átomos de plata?
22. Al frotar una barra de vidrio con la tela de seda, mientras que uno adquiere 104 electrones,
el otro pierde:
a) ¿Qué tipo de carga adquieren el vidrio y la seda?
b) Determinar la magnitud de la carga adquirida por la seda, incluyendo su signo.
c) Determinar la magnitud de la carga adquirida por la barra de vidrio indicando su signo.
23. Frotando la barra de ebonita con la piel de gato, la ebonita adquiere una magnitud de carga
de Q=3.2 x10-13 C.
a) Determine la magnitud de carga y signo que adquiere la piel de gato
b) ¿Cuántos electrones carga la ebonita y cuantos la piel?
24. Una barra de ebonita con una carga de 2x106 electrones, se acerca a una esfera se sauco sin
tocarla y después se retira.
a) ¿Qué cantidad de carga adquirió la esfera?
b) Al retirarse la ebonita;¿Qué cantidad de carga ha perdido?
c) ¿en qué cuerpo se materializo un dipolo eléctrico?
25. Una barra de vidrio adquiere una carga de Q=1.6x10-13 C, al tocar una esferita metálica su
carga se reduce a 6.4x10-14C:
a) Determinar la magnitud y signo de carga que adquirió la esfera
b) Determine cuantos electrones se transfirieron, asentando quien los cedió y por que fueron
aceptados.
26. Una carga puntual Q13x10-6C, se encuentra a una distancia de 12cm de una segunda carga
puntual Q2=-1.5µC. calcular y graficar las fuerzas coulumbianas presentes en el sistema,
conforme a la figura.
12cm
Q1
Q2
27. ¿Qué magnitudes de cargas positivas iguales, deben colocarse sobre la tierra y la luna para
neutralizar su atracción gravitacional?, puede considerar como masa de la tierra
mt=5.98x1024 kg y de la luna ml=7.36x1022, supondremos desconocida la distancia tierraluna.
28. Las magnitudes de las fuerzas electrostáticas, entre dos iones positivos semejantes, que
están separados por una distancia de 5x10-10m, tienen un valor de 3.7x10-9N determinar:
a) ¿Qué carga contiene cada ion?
b) ¿Cuántos electrones perdió cada uno?
29. Dos esferas pequeñas, cada una de las cuales pesa 3x10-5N, están sujetas a hilos de seda de
5x10-2m de longitud y cuelgan de un punto común. Cuando se les suministra a las esferas
una carga negativa de igual cantidad, cada hilo forma un ángulo de 300 con respecto a la
vertical. Determinar el valor de las cargas.
30. Dos balones de igual volumen y llenos de helio, están flotando en equilibrio, atados con
hilos de 1.2m de longitud a una masa de 10 g; al electrizarlos con cargas supuestamente
iguales, se separan entre si 790. Determinar la carga de cada balón.
31. Dos partículas cargadas se encuentran situadas en un plano coordenado (x, y) conforme a
los siguientes datos: Q1=3X10-6C en P1 (3.5cm, 0.5cm) y Q2= - 4µC en P2( - 2cm,
1.5cm ). Determinar.
a) La fuerza que actúa sobre Q2.
b) ¿Dónde debe colocarse una tercera carga Q3=4x10-6C de tal manera que la fuerza total
sobre Q2 sea cero
32. Dos esferas conductoras idénticas con cargas Q1=3µC y Q2= -12µC están separadas por
12cm.
a) Determinar y graficar las fuerzas del sistema
b) Si las esferitas se juntan y se vuelven a separar 3cm, determinar y graficar el nuevo sistema
de fuerzas.
33. Una carga puntual de 2µC se coloca en n campo eléctrico, y experimenta una fuerza
´F=8x10-4N 00.
a) Determine la intensidad de campo eléctrico ejercida sobre la carga.
b) Grafique la solución sin utilizar escala.
34. Una carga de 2 C colocada en un punto P en un campo eléctrico experimenta una fuerza
descendente de 8 x 10-4 N. ¿Cuál es la intensidad de campo eléctrico en ese punto?
R: E = 4000 N/C
35. Una carga de – 3 C colocada en el punto A experimenta una fuerza descendente de 6 x 105
N. ¿Cuál es la intensidad de campo eléctrico en el punto A?
R: E = 20 N/C, hacía arriba
36. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza que actuaría sobre un electrón ( q = 1.6
x 10-19 C ) si este se encontrara en (a) el punto P del problema 24.1. ó (b) en el punto A en
el problema 24.3.?
R: (a) F = 6.4 x 10-17 N, arriba, (b) F = 3.2 x 10-18 N, abajo.
37. ¿Cuáles deben ser la magnitud y la dirección de la intensidad del campo eléctrico entre dos
placas horizontales para producir una fuerza ascendente de 6 x 10-4 N sobre una carga de
+60 µC? R:
E = 10 N/C
38. El campo eléctrico entre dos placas horizontales es de 8 x104 N/C. La placa superior esta
cargada positivamente y la placa inferior tiene una placa negativa equivalente. ¿Cuáles son
la magnitud y la dirección de la fuerza eléctrica que actúa sobre un electrón que pasa
horizontalmente a través de las placas?
R: F = 1.28 x 10-14 N, hacía arriba
39. Calcule la intensidad del campo eléctrico en un punto P, situado a 6 mm a la izquierda de
una carga de 8 µC ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza ejercida sobre una
carga de – 2 nC colocada en el punto P?
R: E = 2 x 109 N/C, F = 4 N, hacía la derecha
40. Determine la intensidad del campo eléctrico en un punto P, localizado 4 cm por encima de
una carga de – 12 C. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza sobre una carga
de + 3 nC colocada en el punto P?
R: E = 6.75 x 107 N/C,
F = 0.202 N, hacía abajo
41. la figura la intensidad de campo eléctrico, es constante y de magnitud igual a 6x104v/m. si
se lanza un electrón horizontal con M.R.U. entre las placas A y B. determinar
a) La dirección y sentido del campo eléctrico
b) La fuerza ejercida sobre el electrón
c) Justifique que la fuerza gravitacional que actúa sobre el electrón no es indispensable
incluirla en el resultado.
d) La reacción respecto al sentido entre ´F y É en ambos casos.
e) La fuerza ejercida sobre la carga considerándola como protón.
42. Tres cargas puntuales se localizan en un eje horizontal en el aire y separadas entre si 6cm
siendo Q1 y Q3 los extremos del segmento que los une si Q1=Q2=3.2µC.
a) ¿Qué magnitud y signo debe tener Q3 para que la intensidad del campo eléctrico en un
punto “A” que equidista 10cm de Q1 y Q3 esté dirigida a lo largo de una línea paralela a la
que une a las tres cargas?
b)
Si únicamente se conoce Q2 conservando el valor del inciso anterior ¿Qué magnitud y
signo deben tener Q1 y Q2 para que la intensidad del campo eléctrico en el punto “A” sea
cero?
43. Calcule la intensidad del campo eléctrico en el punto medio de una recta de 70 mm que une
a una carga de -60 µC con otra de +40 µC.
R: E = 7.35 x 108 N/C hacía la izquierda
44. Una carga de 8 nC se localiza 80 mm a la derecha de una carga de + 4 nC. Determinar la
intensidad del campo en el punto medio de una recta que une las dos cargas.
R: E = 2.25 x 104 N/C, hacía la izquierda
45. Calcule la intensidad de campo eléctrico en un punto colocado 30 mm a la derecha de una
carga de 16 nC y 40 mm a la izquierda de una carga de 9 nC.
R: E = 1.094 x 105 N/C hacía la derecha
46. Dos cargas iguales de signos opuestos están separadas por una distancia horizontal de 60
mm. El campo eléctrico resultante en el punto medio de la recta es de 4 x 104 N/C. ¿Cuál es
la magnitud de cada carga?
R: q = 2nC
47. Una carga de 20 µC esta 4 cm arriba de una carga desconocida q. La intensidad eléctrica en
un punto situado 1 cm arriba de la carga de 20 µC es de 2.20 x 109 N/C y se dirige hacía
arriba. ¿Cuáles son la magnitud y el signo de la carga desconocida?
R: q = 111.11 µC
48. Una carga de – 20 C se coloca 50 mm a la derecha de una carga de 49 C. ¿Cuál es la
intensidad del campo resultante en un punto localizado 24 mm directamente arriba de la
carga – 20 C?
R: E = 2.82 x 108 N/C,  = 297.30
49. Una carga de + 4 nC esta colocada en x = 0, y una carga de + 6 nC se encuentra en x = 4
cm sobre un eje x. Encuentre el punto donde la intensidad del campo eléctrico resultante es
igual a 0.
R: x = 1.80 cm
50. Una carga puntual Q=00.5µC se encuentra en el aire, determinar:
a) La magnitud de la intensidad del campo eléctrico en un punto que se encuentra a 30cm de
la carga
b) La magnitud de la fuerza que actuara si en el mismo punto se coloca una carga puntual de
Qp=2x10-9C
51. Dos cargas puntuales Q1=0.2µC y Q2=0.05µC, se encuentran separadas en el vacio 10cm:
a) Determinar la magnitud de la intensidad de campo eléctrico en el punto medio del
segmento que une a las cargas
b) Calcular la magnitud de la fuerza resultante que actuaria sobre una tercer carga Q3=0.04µC
colocada en ese mismo punto.
c) Graficar sin utilizar escala, la intensidad de campo eléctrico y la fuerza que actuaria sobre
la carga Q3 considerando que Q1 y Q2 se encuentran sobre el eje horizontal
52. Se coloca una partícula de 20mg en un campo uniforme con sentido hacia abajo y E=103
v/m.
¿Cuántos electrones en exceso deben colocarse en la partícula a fin de que se equilibren las
fuerzas gravitacional y eléctrica?
53. Dos cargas puntuales de 6 y - 4µC están separadas en el vacio 10 cm:
a) Determinar la magnitud de la intensidad del campo eléctrico en un punto localizado a 8cm
de la carga positiva y a 6cm de la carga negativa.
54. La carga eléctrica de una esfera conductora situada en el espacio libre es de 1.2x10-8C,
determinar:
a) Densidad de carga, considerando su radio r=15cm
b) Intensidad de campo eléctrico originado inmediatamente después de las cargas
c) Densidad de flujo para los puntos anteriores
d) Densidad de carga a 30cm del centro de la esfera.
55. Se tienen dos placas conductoras paralelas de 10cm de ancho por 20cm de longitud
separadas 0.5 cm con aire seco, las placas tienen una carga Q1=+ 3x10 -10C , determinar:
a) Intensidad de campo a 0.2cm de la placa positiva
b) Intensidad de campo a 0.2cm de la placa negativa
c) La densidad de flujo en los puntos anteriores
d) El flujo eléctrico total entre las placas
56. Una esfera de una masa de 0.1g tiene una carga de 3x10-10C y se sujeta en el extremo de un
hilo de seda de 5cm de longitud. El orto extremo está atado a una placa conductora vertical
muy grande, que tiene una densidad de carga de 25x10-6C/m2, determinar el ángulo que
forma el hilo con la vertical
57. Entre dos laminas planas paralelas, separadas 0.5cm y cargadas con la misma magnitud
pero signos contrarios, se abandona un electrón en reposo y haciendo contacto con la placa
negativa. Al desplazarse llega a la placa positiva en 0.00002s, sin considerar la aceleración
gravitacional, calcular:
a) La intensidad del campo eléctrico.
b) La velocidad con que arriba a la placa positiva.
58. Una carga de + 5 nC es colocada sobre la superficie de una esfera metálica hueca cuyo
radio es de 3 cm. Aplique la Ley de Gauss para hallar la intensidad del campo eléctrico a
una distancia de 1 cm de la superficie de la esfera. ¿Cuál es el campo eléctrico en un punto
localizado 1 cm dentro de la superficie?
R: E = 2.81 x 104 N/C;
E=0
59. Dos placas paralelas, ambas de 2 cm de ancho y 4 cm de largo, están colocadas
horizontalmente de modo que la intensidad de campo entre ambas es de 10000 N/C hacía
arriba. ¿Cuál es la carga en cada placa?
R: q = 7.08 x 10-11 C
60. Una esfera de 8 cm de diámetro tiene una carga de 4 C en su superfice. ¿Cuál es la
intensidad del campo eléctrico en la superficie, 2 cm fuera de la superficie y 2 cm dentro de
la superficie?
R: E = 2.25 x 107 N/C; E = 9.99 x 106 N/C; E = 0.
61. ¿Cuál es la intensidad del campo eléctrico a 2 cm de la superficie de una esfera de 20 cm
de diámetro, que tiene una densidad de carga superficial de +8 nC/m2?
R: E = 747 N/C
SEGUNDO PERÍODO
TEORÍA
1)
Al aumentar la separación entre dos cargas eléctricas de igual signo y diferente magnitud la
energía potencial eléctrica correspondiente…
a) …aumenta
2)
b) …disipativo
c) …nulo
d) …infinito
b) …trabajo eléctrico
c) …una fuerza
eléctrica
d) …energía eléctrica
“El potencial eléctrico es igual al trabajo por unidad de carga contra las fuerzas eléctricas
para desplazar una carga eléctrica +q a un punto en el espacio que proviene...”
a) …del infinito
5)
d) …es cero
Cuando a una carga eléctrica se le aplica una fuerza eléctrica en sentido opuesto a un
campo eléctrico desplazándola hacía la carga eléctrica generadora se desarrolla…
a) …un potencial
eléctrico
4)
c) …es constante
Al estudiar la energía potencia eléctrica, podemos afirmar que el campo eléctrico, es un
campo de fuerzas…
a) …conservativo
3)
b) …disminuye
b) …de una carga
positiva
c) …de un electrón
d) …de un punto
neutro
Trabajo que se realiza para trasladar una carga eléctrica, desde el infinito hasta un punto en
el espacio…
a)...energía mecánica
b)...potencial eléctrico c)...energía potencial
eléctrica
d)...fuerza eléctrica
6)
La energía potencial eléctrica en un punto en una región del espacio, se determina por la
siguiente ecuación:
a)
7)
b)
c)
Unidades de la energía potencial eléctrica en el S.I.:
a) Ergs
8)
c) Joule
d) Coulomb
c)...1
d)...1
El trabajo de 1 Joule es equivalente a...
a)...1
9)
b) Volt
d)
b)...1
Trabajo realizado para transportar una carga eléctrica positiva desde una región de
potencial cero hasta un punto situado en un campo eléctrico:
a) energía potencial
eléctrica
b) potencial eléctrico
c) diferencia de
potencial
d) energía potencial
gravitacional
10) Si al transportar una carga eléctrica hasta un punto situado en un campo eléctrico, se
desarrolla un trabajo de gran magnitud entonces, el potencial eléctrico será…
a)...positivo
b)...electronegativo
c)...de magnitud
pequeña
d)...cero
11) Producto de la carga eléctrica por el potencial eléctrico:
a) energía potencial
gravitacional
b) caída de potencial
c) campo eléctrico
d) energía potencial
eléctrica
12) “El potencial eléctrico tendrá la misma magnitud en los puntos que se encuentren a la
misma distancia medida desde el centro de una carga eléctrica”; este enunciado hace
referencia a…
a)...un potencial
uniforme
b)...una misma
diferencia de
potencial
c)...una superficie
equipotencial
d)...una fuerza nula
13) “Trabajo por unidad de carga positiva realizado por un campo eléctrico para desplazar una
carga de prueba +q desde un punto A hasta un punto B en el campo eléctrico”; este
enunciado se refiere a…
a)...la energía
potencial
eléctrica
b)...un trabajo desde el c)...la diferencia de
d)...la energía
punto A al punto
potencial entre A
potencial
B
yB
eléctrica entre A
yB
14) Para una carga eléctrica positiva que se mueve desde un punto A de mayor potencial a un
punto B de menor potencial, el campo eléctrico correspondiente realiza…
a)...trabajo positivo
b)...trabajo nulo
c)...trabajo negativo
d)...trabajo variable
15) Para una carga eléctrica negativa que se mueve desde un punto A de mayor potencial a un
punto B de menor potencial, el campo eléctrico correspondiente realiza…
a)...trabajo nulo
b)...trabajo negativo
c)...trabajo variable
d)...Trabajo positivo
16) Un trabajo de 1 Joule sobre una carga de 1 Coulomb, venciendo la acción del campo
eléctrico, define
a)...1 Farad
b)...1 Newton
c)...1 Dina
d)...1 Volt
17) Para un sistema de dos cargas eléctricas o más, el potencial eléctrico total es la suma
algebraica…
a)...del potencial de
cada carga
b)...del potencial de
cada par de
cargas
c)...de todas las cargas d)...de las cargas
negativas
18) El potencial eléctrico es una magnitud…
a)...Vectorial
b)...Nula
c)...Escalar
d)...Infinita
19) Cuando la energía de un sistema de cargas es negativo, indica que el sistema…
a)...pierde energía
b)...gana energía
c)...absorbe energía
d)...genera energía
20) Si una carga eléctrica cede trabajo, el potencial eléctrico es...
a)...negativo
b)...igual
c)...positivo
d)...nulo
21) Por convención, el potencial eléctrico a tierra se considera con un valor
a)...negativo
b)...cero
c)...uno
d)...constante
22) Una carga eléctrica positiva en un campo eléctrico tiene la tendencia a desplazarse desde
un potencial eléctrico…
a)...de mayor a menor
magnitud
b)...de menor a mayor
magnitud
c)...de menor a igual
magnitud
d)...de igual a mayor
magnitud
23) Una carga eléctrica negativa en un campo eléctrico tiene la tendencia a desplazarse desde
un potencial eléctrico…
a)...de menor a mayor
magnitud
b)...de menor a igual
magnitud
c)...de igual a mayor
magnitud
d)...de mayor a menor
magnitud
24) La energía potencial entre dos cargas eléctricas está en relación inversa a…
a)...la carga eléctrica
b)...la constante
dieléctrica
c)...el producto de las
cargas
d)...la distancia entre
las cargas
25) El potencial eléctrico esta en relación inversa a…
a)...la energía
potencial
b)...la carga eléctrica
c)...la constante k
d)...el trabajo eléctrico
26) Dispositivo utilizado para almacenar cargas eléctricas:
a) transformador
b) condensador
c) electroscopio
d) motor
27) El aire, vidrio, mica y aceite, son ejemplos de...
a)…dieléctricos
b)…conductores
c)…resistores
d)…almacenadores
28) La capacidad de almacenar carga eléctrica aumentará en un capacitor al
a) …aumentar la
distancia entre
placas
b) …acercar las placas c) …aumentar la
cantidad de
dieléctrico entre
las placas
d) …disminuir el área
de las placas
29) La capacitancia de un condensador esta en relación inversa…
a) … a la carga
b) …al dieléctrico
c) …a el área de las
placas
d) …al voltaje
30) Un condensador que almacena la carga eléctrica de 1 Coulomb, bajo un potencial eléctrico
de 1 volt, define…
a) …al potencial
b) …a 1 Farad
c) …a 1 Newtonmetro
d) …la diferencia de
potencial
c)
d)
31) Unidades de la permitividad en el S.I. :
b)
a)
32) Magnitud en electrostática que es adimensional…
a) permitividad
absoluta
b) permitividad del
aire
c) permitividad del
vacío
d) permitividad
relativa
33) La capacitancia de un condensador de placas paralelas esta en relación directa…
a) …a el área
b) …a la distancia
c) … al dieléctrico
d) Permitividad
34) La capacitancia equivalente de un circuito en serie tiene una magnitud, que respecto a cada
una de las capacitancias del circuito…
a) …es mayor que la
menor
b) …es menor que la
mayor
c) …es mayor que la
mayor
d) …menor que la
menor
35) La capacitancia equivalente de un circuito en paralelo tiene una magnitud, que respecto a
cada una de las capacitancias del circuito…
a) …es menor que la
mayor
b) …es mayor que la
mayor
c) …es menor que la
menor
d) …es mayor que la
menor
36) En un agrupamiento de capacitores en serie, la diferencia de potencial en cada capacitor, en
comparación con el potencial eléctrico total, es…
a) …mayor
b) …menor
c) …igual
d) …cero
37) Es un agrupamiento de capacitores en paralelo, la diferencia de potencial en cada capacitor,
en comparación con el potencial eléctrico total, es…
a) …menor
b) …igual
c) …cero
d) …mayor
38) Al aumentar la separación entre las placas de un capacitor, la capacitancia…
a) …no se altera
b) …aumenta
c) …es constante
d) …disminuye
39) La carga almacenada en un condensador esta en proporción directa con el voltaje a
través de…
a) …la capacitancia
b) …la permitividad
c) …la distancia
d) …la corriente
eléctrica
PROBLEMARIO
62. Una placa cargada positivamente está 30 mm más arriba que una placa cargada
negativamente, y la intensidad del campo eléctrico tiene una intensidad de 6 x 104 N/C.
¿Cuánto trabajo es realizado por el campo eléctrico cuando una carga de + 4 µC se mueve
desde la placa negativa hasta la placa positiva?
R: EP = -7.20 mJ
63. La intensidad del campo eléctrico entre dos placas paralelas separadas 25 mm es 8000 N/C.
¿Cuánto trabajo realiza el campo eléctrico al mover una carga de – 2 µC desde la placa
negativa hasta la placa positiva? ¿Cuánto trabajo es realizado por el campo al llevar la
misma carga de regreso a la placa positiva?
R: EP = + 4.00 x 10-4 J, EP = - 4.00 x 10-4 J
64. ¿Cuál es la energía potencial de una carga de + 6 nC localizada a 50 mm de una carga de +
80 µC? ¿Cuál es la energía potencial si la misma carga esta a 50 mm de una carga de – 80
µC?
R: EP = + 86.4 mJ, EP = - 86.4 mJ
65. Una carga de + 8 nC se coloca en un punto P, a 40 mm de una carga de + 12 µC. ¿Cuál es
la energía potencial por unidad de carga en el punto P en Joule por Coulomb? ¿Sufrirá
algún cambio si se quita la carga de 8 nC?
R: EP = 2.70 x 106 J/C, no
66. ¿Qué cambio se registra en la energía potencial cuando una carga de 3 nC que estaba a 8
cm de distancia dde una carga de – 6 µC se coloca a 20 cm de distancia de esta? ¿Hay un
incremento o una disminución en la energía potencial?
R: EP = + 1.22 J, incremento
67. La energía potencial de un sistema constituido por dos cargas idénticas es de 4.5 mJ cuando
la separación entre ellas es de 38 mm ¿Cuál es la magnitud de cada carga?
R: q = 139 nC
68. Determinar el potencial en el punto A que esta a 50 mm de una carga de – 40 µC ¿Cuál es
la energía potencial si una carga de + 3 µC se coloca en el punto A?
R: V = - 7.20 MV, EP = -21.6 J
69. Una carga de + 45 nC se encuentra 68 mm a la izquierda de una carga de – 9 nC ¿Cuál es el
potencial en un punto que se encuentra 40 mm a la izquierda de la carga de – 9 nC?
R: V = 12.4 kV
70. Los puntos A y B están a 40 y 25 mm de una carga de + 6 µC, respectivamente ¿Cuánto
trabajo es necesario hacer contra el campo eléctrico (por medio de fuerzas externas) para
trasladar una carga de + 5 µC del punto A al punto B?
R: Trabajo AB = + 4.05 J
71. Una carga puntual de 2µC se encuentra situada en el vacío y a cinco centímetros se coloca
otra carga de 0.05µC:
a) Determinar la energía potencial de sistema.
b) Al retirar radialmente la segunda carga a 3cm de su posición inicial, determinar el
incremento de energía potencial.
c) Explica de acuerdo al inciso anterior si el sistema perdió ó gano energía.
72.
a)
b)
c)
Una carga puntual de – 2x10-6C se encuentra en el vacío:
Determinar el potencial eléctrico en un punto a 2cm de distancia.
Si la carga se retira radialmente a 2.5cm, determinar la diferencia de potencial con
respecto al punto anterior.
Establecer si el sistema gano o perdió energía.
Dos cargad de 6x10-6C y – 3x10-6C están separadas 0.6m:
Determinar el valor absoluto en el punto medio entre las cargas.
¿Cuánto trabajo se requiere para desarrollar para transportar una carga de
infinito hasta el punto medio del punto anterior?
73.
--3x10-6Cdesde el
74.
Tres cargas puntuales de 3x10-7C están colocadas en los vértices de un triangulo equilátero
cuyos lados tienen un metro de longitud. Determinar la energía potencial del sistema.
75.
Cargas puntual de de 2x10-9C están situada en tres vértices de un cuadrado de 20cm de
lado. Determinar el potencial eléctrico en el cuarto vértice y en el centro del cuadrado.
76.
Una cargaQ1=0.2µC con una separación de 5cm. Determinar un punto en la línea que une
sus centros de carga donde el potencial sea nulo.
77.
Una esfera conductora cargada, constituye en su parte externa una superficie equipotencial.
78.
Determina la ecuación para obtener el valor de ese potencial.
a)Si la esfera es hueca, qué valor tiene el potencial en su centro, explique su razonamiento.
79.
Si la esfera es solida, que valor tiene el potencial en su centro, explique su razonamiento.
80.
Determinar la capacitancia de una esfera conductora de 15cm de radio situada en el aire, si
al ministrarle una carga de 2x10-10C origina un potencial en su superficie de 11.98V.
81.
Determinar el radio que debe tener una esfera conductora, para que su capacitancia sea de 1
Farad y:
Establezca la relación de su radio y el radio terrestre.
Si en primer lugar, en el problema se utilizara una esfera hueca y después una sólida, en
cuanto variara el radio; explique sus razones.
a)
b)
82. ¿Cuál es la carga máxima que puede acumularse en una esfera metálica de 30 mm de diámetro
rodeada de aire?
R: Q = 75 nC
83. ¿Cuál será el radio de una esfera de metal en el aire si ésta pudiera contener teóricamente una
carga de 1 C?
R: r = 54.8 mm
84. Una diferencia de potencial de 110 V se aplica a través de las placas de un condensador de
placas paralelas. Si la carga total en cada placa es de 1200 C, ¿Cuál es la capacitancia?
R: C = 10.9 F
85. ¿Qué diferencia de potencial se requiere para almacenar una carga de 800 C en un condenador
de 40 F?
R: V = 20 V
86. Un condensador esférico tiene un radio de 50 mm y esta rodeado por un medio cuya
permitividad es de 3 x 10-11 C2/Nm. ¿Cuánta carga se puede transferir a esta esfera con una
diferencia de potencial de 400 V?
R: Q = 4.71 x 10-14 C
87.
Dos placas conductoras de 5 cm de ancho por 15cm de largo c/u, se colocan paralelamente
y entre ellas existe aire seco. Al ministrarle la misma densidad de carga a cada placa
α=4.42x10-6C/m2 pero con cargas de signos opuestos, se mide una diferencia de potencial
entre placas de 1000v:
a) Determinar la capacidad del sistema.
b) Obtener el espesor del dieléctrico.
88.
Determinar la capacitancia de un par de placas paralelas de 0.05m de ancho y 15m de largo
c/u si están separadas por un espesor de aire de 2mm.
89.
Con dos placas metálicas circulares se construye un capacitor de 1µF, la distancia entre las
placas es de 1mm y el dieléctrico es de aire. Determinar el radio de cada placa.
90.
Una capacitor consta de dos laminas paralelas de 25cm2 de superficie cada una, separadas
por una distancia de 0.2cm. el dieléctrico tiene una permitividad relativa de 5, si entre
placas se ministra una diferencia de 300V, determinar:
La capacitancia del sistema.
La carga sobre cada carga.
a)
b)
91.
92.
a)
b)
93.
a)
b)
94.
a)
b)
95.
a)
b)
c)
d)
Un capacitor de placas paralelas tiene un área afectiva de 2m2 con una separación de 3mm,
el dieléctrico original es de aire seco y se ministra una carga suficiente para originar una
diferencia de 2500V. Al introducirse el capacitor en aceite para transformador, su
diferencia do potencial disminuye a 1116V. Determinar la permitividad relativa y absoluta
del aceite.
Dos láminas paralelas de 100cm2 de superficie tienen cargas de la misma magnitud pero de
signos contrarios de 10-7C. el espacio entre las placas está ocupado por un dieléctrico y la
intensidad del campo dentro del mismo es de 3.3x1010 V/m, obtener:
La permitividad del dieléctrico.
La carga total inducida sobre cada cara del dieléctrico.
Un capacitor consta de dos láminas paralelas de 50cm2 de superficie de cada una, separadas
por una distancia de 0.2cm. la sustancia interpuesta entre las placas tiene un coeficiente
dieléctrico de (permitividad relativa) 2.3. las laminas están conectadas a una fuente de
1500V:
¿Qué carga se acumula en cada placa?
Determinar la energía del capacitor cargado.
Dos placas metálicas circulares de 10cm de radio, se encuentran separadas por un
milímetro de aire seco, la diferencia de potencial entre ellas es de 500V, determinar:
La energía potencial adquirida.
La constante dieléctrica de una sustancia que al introducirse modifica la capacitancia a
5x10-9F.
Determinar la capacitancia total o equivalente de los capacitores: c1=2µF, c2=4µF, c3=8µF
agrupados en paralelo y conectados a una batería con E=700V, determinar:
La capacidad total.
La carga total y en cada uno de los capacitores, verificando que : Qt =Q1+ Q2+ Q3
La caída de potencia en cada capacitor y compararla con la FEM para verificar que E= u1 =
u2 = u3
La energía almacenada en cada capacitor y la energía ministrada por la fuente, verificando
que Wt= W1 + W2 + W3.
96.
Un capacitor C1=10µF se carga con una fuente de E=100v y otro capacitor C2=5µF se le
proporciona una carga Q2=100µC después los capacitores se conectan en paralelo,
determinar las nuevas cargas asi como la diferencia de potencial en cada capacitor.
97. Las placas de un condensador están separadas 3 mm y tienen un área de 0.04 m2. ¿Cuál es la
capacitancia si el dieléctrico es aire?
R: C = 118 pF
98. Un condensador, cuyas placas tienen un área de 0.06 m2 y una separación de 4 mm entre ellas,
tiene una diferencia de potencia de 300 V cuando el dieléctrico es el aire ¿Cuál es la
capacitancia con la mica, de permitividad relativa igual a 5?
R: C = 133 pF, C = 664 pF
99. Determine la capacitancia de un condensador de placas paralelas si el área de cada placa es de
0.08 m2, la separación entre las placas es de 4 mm y el dieléctrico es (a) aire ó (b) papel
recubierto de parafina, permitividad relativa igual a 2.
R: C = 177 pF C = 354 pF
100.
Se desea fabricar un condensador de placas paralelas con capacitancia de 2 nF, utilizando
mica (permitividad relativa igual a 5) como dieléctrico de modo que pueda soportar una
diferencia de potencial máxima de 3000 V. La rigidez dieléctrica de la mica es de 200
MV/m. ¿Cuál es el área mínima que pueden tener las placas del condensador?
R: A = 6.78 x 10-4 m2
101.
Determine la capacitancia efectiva de un condensador de 6 C y otro de 15 C conectados
en (a) serie y (b) en paralelo.
R: (a) Ce = 4.29 F, (b) Ce = 21.0 F
102.
¿Cuál es la capacitancia equivalente para capacitores de 4, 7 y 12 F conectados en (a) en
serie y (b) en paralelo?
R: (a) Ce = 2.1 F, (b) Ce = 23 F
103.
Determine la capacitancia equivalente para condensadores de 2, 6 y 8 F conectados en (a)
serie y (b) paralelo.
R: (a) Ce = 1.26 F, (b) Ce = 16 F
104.
Dos capacitores de 20 y 60 F están conectados en paralelo. Después la pareja se conecta
en serie con un capacitor de 40 F. ¿Cuál es la capacitancia equivalente?
R: Ce = 26.66 F
105.
Si se establece una diferencia de potencial de 80 V a través de los capacitores del problema
26.22., ¿cuál será la carga en el capacitor de 20 F, ¿cuál será la carga en el capacitor de 40
F?
R: C1 = 533.33 C, C3 = 2133.33 C
106.
Calcule la capacitancia equivalente de un circuito en el cual un capacitor de 6F está
conectado en serie con dos capacitores en paralelo cuyas capacitancias son de 5 y 4 F.
R: Ce = 3.6 F
107.
¿Cuál es la capacitancia equivalente para el circuito ilustrado en la figura 1?
R: Ce = 6 F
108. Un condensador de C1 = 6 F y otro de C2 = 3 F están conectados en serie con una batería
de 24 V ¿Cuáles son la carga y el voltaje a través de cada condensador?
R: V1 = 8 V, Q1 = 48 C; V2 = 16 V, Q2 = 48 C
109. Si los capacitores de 6 y 3 F del problema 26.27 se vuelven a conectar, ahora en paralelo,
con una batería de 24 V, ¿Cuáles serán la carga y el voltaje a través de cada capacitor?
R: Ce = 9 F; Q1 = 144 C, V1 = 24 V; Q2 = 72 C, V2 = 24 V
110. Determinar la capacitancia equivalente para todo el circuito mostrado en la figura 2 ¿Cuál
es la carga total sobre la capacitancia equivalente?
R: Ce = 1.74 F, Q = 20.9 C
Figura 1
Figura 2
111. ¿Cuánta energía potencial se encuentra almacenada en el campo eléctrico de un
condensador de 200 F cuando este se carga con un voltaje de 2400 V?
R: Ep = 576 J
112. ¿Cuál es la energía almacenada en un capacitor de de 25 F cuando la carga en cada una de
sus placases de 2400 C? ¿Cuál es el voltaje a través del capacitor?
R: Ep = 115.2 mJ, V = 96 V
113. ¿Cuánto trabajo se requiere para cargar un condensador hasta una diferencia de potencial
de 30 kV si hay 800 C en cada placa?
R: Ep = 12 J
114. Las placas paralelas de un capacitor tienen un área de 4 cm2 y una separación de 2 mm. Un
dieléctrico cuya permitividad relativa es de 4.3 se coloca entre las placas y el capacitor se
conecta a una batería de 100 V. ¿Cuánta energía se almacena en el capacitor?
R: Ep =38.1 nJ
115. Un desfribilador médico usa un capacitor para reanimar a las víctimas de ataques cardiacos.
Suponga que un capacitor de 65 F de uno de esos aparatos se carga hasta 5000 V. ¿Cuál
es la energía total almacenada ?. Si el 25% de esa energía pasa a través de una víctima en
un tiempo de 3 ms, ¿Qué potencia se ha descargado?
R: Ep = 812.5 J, P = 6.77 x 104 W
116. Un capacitor de 3 F y un capacitor de 6 F están conectados en serie a una batería de 12
V. ¿Cuál es la energía total del sistema que se ha almacenado? ¿Cuál es la energía total si
la conexión se realiza en paralelo? ¿Cuál es la energía total para cada una de esas
conexiones si se usa mica (permitividad relativa de 5) como dieléctrico en cada uno de los
capacitores?
R: Sin mica: Ep = 0.144 mJ en serie, Ep = 0.648 mJ en paralelo;
Con mica: Ep = 0.720 mJ en serie, Ep = 3.240 mJ en paralelo
TERCER PERIODO
117. ¿Cuántos electrones circulan cada segundo por un punto dado, en un alambre que conduce
una corriente de 20 A?. ¿Cuánto tiempo se necesita para que pasen 40 C de carga por ese
punto?
R: n = 1.25 x 1020 electrones, t = 2 s
118. Calcule la corriente en Ampere cuando 600 C de carga pasan por un punto dado en 2
minutos.
R: I = 5.75 A
119. ¿Cuál es la caída de potencial a través de un resistor de 4  cuando pasa por él una
corriente de 8 A?
R: V = 32 V
120. Calcula la corriente que pasa por un resistor de 5  a través del cual hay una caída de
potencial de 40 V.
R: I = 8 A
121. ¿Cuánta fem se requiere para que pasen 60 mA a través de una resistencia de 20 k? Si se
aplica esa misma fem a una resistencia de 300 , ¿Cuál será la nueva corriente?
R: V = 1200 V, I = 4 A
122. Una lámpara eléctrica tiene un filamento de 80  conectado a una línea de 100 V de cd
¿Cuánta corriente pasa por el filamento? ¿Cual es la potencia disipada en Watt (W)?
R: I = 1.38 A, P = 151.25 W
123. Un generador de 120 V de cd suministra 2.4 kW a un horno eléctrico ¿Cuánta corriente le
proporciona? ¿De cuánto es la resistencia?
R: I = 20 A, R = 6 
124. Un motor de 120 V consume una corriente de 4 A ¿Cuánta energía eléctrica, en Joule, (J),
utiliza en 1 hora? ¿Cuánta en kilowatt-hora, (kWh)?
R: E = 1.73 MJ, E = 0.48 kWh
125. ¿Qué longitud de alambre de cobre (  = 1.78 x 10-8 m ) de 1.2 mm de diámetro se
necesita para fabricar un resistor de 20  a 20 0C? ¿Qué longitud de alambre, del mismo
diámetro, de nicromo (  = 100 x 10-8 m) se requiere?
R: L = 1270.7 m, L = 22.62 m
126. Hallar la resistencia de 40 m de alambre de tungsteno cuyo diámetro es de 0.8 mm a 20 0C
( = 5.5 x 10-8 m )
R: R = 4.8 
127. ¿Cuál es la resistencia de 200 pies (ft) de alambre de hierro (  = 9.5 x 10-8 m ) con un
diámetro de 0.002 pulgadas (in) ?
R: R = 2857.3 
128. Una fuente de 115 V de fem esta conectada a un elemento calefactor formado de una
bobina de alambre de nicromo (  = 100 x 10-8 m ) de 1.2 mm2 de sección transversal
¿Cuál debe ser la longitud del alambre para que la potencia disipada sea de 800 W?
R: L = 19.84 m
129. Si la resistencia de un conductor es de 100  a 20 0C y 116  a 60 0C ¿Cuál es su
coeficiente de temperatura?
R:  = 4 x 10-3 /0C
130. Los devanados de cobre de un motor experimentan un incremento del 20 % en su
resistencia respecto de su valor a 20 0C ¿Cuál es la temperatura de operación? (  = 0.0043
/0C )
R: t = 66.5 0C
131. Un resistor de 5  esta conectado en serie con otra de 3  y una batería de 16 V ¿Cuál es
la resistencia efectiva y cual es la corriente eléctrica en el circuito?
R: Re = 8 , I = 2 A
132. Un resistor de 18  y otro de 9  se conectan primero en paralelo y después en serie con
una batería de 24 V ¿Cuál es la resistencia efectiva de cada conexión? Sin considerar la
resistencia interna de la batería, ¿Cuál es la corriente total que suministra la batería en cada
caso?
R: Re = 6 , I = 4 A; Re = 27 , I = 0.899 A
133. Un resistor de 8  y otro de 3  se conectan primero en paralelo y después en serie con
una fuente de de fem de 12 V. Determinar la resistencia efectiva y la corriente total en cada
conexión.
R: Re = 2.18 , I = 5.5 A; Re = 11 , I = 1.09 A
134. Tres resistores de 4, 9 y 11  se conectan primero en serie y después en paralelo.
Determinar la resistencia efectiva de cada conexión.
R: Re = 24 , Re = 2.21 
135. Determine la resistencia equivalente del circuito que se muestra en la figura.
R: Re = 2.22
136. Si se aplica una diferencia de potencial de 12 V a los extremos libres de la figura anterior,
¿Cuáles serán la corriente y el voltaje a través del resistor de 2 ?
R: I = 1.60 A, V = 3.2 V
137. Una resistencia de 6  se conecta a través de una batería de 12 V que tiene una resistencia
interna de 0.3  ¿Cuánta corriente se suministra en el circuito? ¿Cuál es la diferencia de
potencial en las terminales?
R: I = 1.9 A, V = 11.4 V
138. La diferencia de potencial a circuito abierto de una batería es de 6 V. La corriente
suministrada a un resistor de 4  es de 1.4 A ¿Cuál es la resistencia interna?
R: r = 0.286 
139. Determine la corriente total y la corriente que pasa por cada resistor de la figura cuando  =
24 V, R1 = 6 , R2 = 3 , R3 = 1 , R4 = 2  y r = 0.4 
R: I = 15 A, I1 = 2 A, I2 = 4 A, I3 = 6 A, I4 = 9 A
140. Aplique la 2a. Ley de Kirchhoff a la malla de corriente de la figura ¿Cuál es el voltaje neto
en la malla? ¿Cuál es la caída IR neta? ¿Cuál es la corriente en la malla?
R:  = 16 V, IR = 16 V, I = 2 A
141. Aplique las leyes de Kirchhoff y resuelva para obtener las corrientes en todo el circuito
mostrado en la figura.
R: I1 = 190 mA, I2 = 23.8 mA, I3 = 214 Ma
142. Un alambre de tungsteno tiene un milímetro cuadrado de sección transversal y en una
longitud de 80 cm se mide una resistencia de 0.044 Ohm. Determine la resistividad del
tungsteno.
143. Una plancha con una potencia de 1200W, se conecta a una línea de 120 V durante 40
minutos. Determinar.
a) La cantidad de calor que se obtiene en teoría
b) ¿Qué valor tiene la energía eléctrica ministrada?
c) ¿Qué resistencia tiene el alambre con que fue construida?
144. Determine la resistencia equivalente en la combinación que se muestra en la figura, así
como la diferencia de potencial en los extremos del circuito, si la corriente en el extremo es
de 60 A.
12Ω
60 A
3Ω
6Ω
5Ω
4Ω
20Ω
145. Se conectan en serie 3 resistores, R1=3 0hm, R2= 1 0hm y el valor de R3 no se
conoce. Al conectar una fuente de de 12v, el voltímetro, en paralelo con R1, marca una
lectura de 6v. Determine el valor de la resistencia desconocida.
R1
R2
R3
6v
12v
146. La resistencia de una bobina de cobre es de 3.35 Ohm a 00 ¿Cuál será su resistencia a
600? para el cobre α= 4.3 x 10-3 0 C-1.
“CUESTIONARIO DE FÍSICA III”
ESCRIBA EN LOS ESPACIOS EN BLANCO LA(S) PALABRA(S) O FRASE QUE
COMPLEMENTEN LA ORACIÓN.
1.
Si frota una barra de ebonita con un trozo de piel, la piel tendrá un déficit de ________
2.
Cargas eléctricas de signos ____________ se atraen.
3.
En un átomo los _____________ no tienen carga eléctrica.
4.
La masa de un protón es de __________________ kg.
5.
El vector intensidad de campo eléctrico se grafica _______________ en cualquier punto de
una línea de fuerza eléctrica.
6.
Para determinar la magnitud de la intensidad de campo eléctrico que una carga puntual
origina en un punto aplicamos E=K Q/r2, pero también podemos utilizar: ___________.
7.
Cuando el vidrio se carga eléctricamente pro frotamiento con seda, pierde __________.
8.
Si se electriza por contacto una esfera de sauco con una barra de ebonita y al acercarla a la
malla del generador de Van de Graaff es repelida, la malla tiene una carga de
signo._____________________.
9.
Normalmente al cargarse eléctricamente un cuerpo pierde o gana electrones, pero en la
electrización por influencia no, ya que se comporta como un ____________ eléctrico
10.
Los focos en una habitación suelen conectarse en ______________________________.
11.
En un resistor ________________________ representa el trabajo para desplazar a la
unidad de carga de un extremo a otro del resistor.
12.
En un circuito de resistores en paralelo la resistencia equivalente es igual a la
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________.
13.
En los bornes de una fuente se pueden medir dos tensiones; una sin carga
llamada________________ y otra con carga llamada__________________________.
14.
La segunda ley de Kirchhoff es una aplicación de la ley de _______________________.
CONTESTE LOS REACTIVOS EN FORMA BREVE Y CLARA.
I.
Mencione por lo menos tres transductores que proporciones energía eléctrica
_____________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_______________________________________________________________
II.
Atendiendo a la polaridad y magnitud de la corriente eléctrica ¿Cómo se clasifica la
corriente
electrica?_________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
III.
Exprese con sus propias palabras la Ley do Ohm________________________________
_________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
IV.
A que se le da el nombre de rendimiento _____________________________________
_____________________________________________________________________________
_________________________________________________________________
V.
Exprese con sus propias palabras la Ley de Joule._______________________________
_____________________________________________________________________________
_________________________________________________________________
VI.
¿Qué es un transductor?__________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_________________________________________________________________
VII.
En su práctica de laboratorio ¿Cómo se llevo a cabo la electrización por contacto?
_____________________________________________________________________________
_________________________________________________________________
VIII.
IX.
¿Qué tipo de transductor se uso en el laboratorio para transformar la energía química en
eléctrica?____________________________________________________________
_______________________________________________________________________
¿Qué características tiene una línea de fuerza? ________________________________
_____________________________________________________________________________
_________________________________________________________________
X.
XI.
XII.
XIII.
Explique una forma para explicar en el laboratorio la ley de interacción entre cargas
eléctricas._________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Como se verifico en el laboratorio la electrización por contacto, sin olvidar cómo se
comportan las cargas._____________________________________________________
_______________________________________________________________________
Escriba tres características de las líneas e fuerza eléctrica.________________________
_______________________________________________________________________
ESCRIBE EN EL PARÉNTESIS LA LETRA CORRESPONDIENTE A LA
RESPUESTA CORRECTA.
( ) 1-La expresión F/Q nos determina la magnitud de la:
a) intensidad de campo eléctrico
c) fuerza gravitacional
b) fuerza coulombiana
d) carga eléctrica de un cuerpo
( ) 2- En la electrización por influencia de un cuerpo que originalmente se encuentra neutro:
a) gana electrones
c) gana protones
b) pierde electrones
d) no pierde ni gana electrones
( ) 3- Cuando un cuerpo está cargado eléctricamente, origina en cada punto del espacio.
a) una fuerza gravitacional
c) una carga de singo contrario
b) una intensidad de campo eléctrico
d) una carga de prueba
( ) 4- El vanadio tiene cinco electrones en su última orbita, comportándose como:
a) semiconductor
b) aislante
c) conductor
d) gas noble
( ) 5- La expresión K Q1Q2/r2 expresa matemáticamente:
a) la ley de gravitación
c) la intensidad de campo eléctrico
eléctricas
b) principio de conservación de la carga
d) ley de interacción de las cargas
( ) 6- Si la corriente eléctrica mantiene su magnitud y su polaridad se le llama corriente:
a) continua
b) directa
c) alterna
d) pulsante
( ) 7- La resistencia especifica o resistividad se mide en:
a) Ohms
b) Mohs
c) Ohms metro
d) Siemens
( ) 8- Modelo matemático de la ley de Ohm:
a) V α I
b) V = I
c) V = I / R
d) V = R / I
( ) 9- Un caballo de potencia equivale a:
a) 1000W.h
b) 736W.h
c) 746W.h
( ) 10- En un electrolito la corriente eléctrica se realiza a base de:
a) radicales
c) electrones
b) iones metálicos
d) protones
d) 4.18W.h
Escriba en el paréntesis el número que corresponda.
(
)- Unidades de la resistencia eléctrica
(
)- Primera ley de Kirchhoff
(
)- Al balancear el puente Wheatstone el
Galvanómetro debe medir
(
)- Unidad internacional para medir la
Intensidad de corriente eléctrica
(
)- En el Sistema Internacional la potencia
eléctrica se mide en
1- Cero
2- Volt
3- Corriente máxima
4- Σ I entrada = Σ I salida
5- Watts
6- Ampere
7- Ohms
Escriba en el paréntesis el número que corresponda.
(
)- Unidad S. I. de carga
1- positiva
(
)- Valor de K0 electrostática
2- coulomb
3- -1.6x1019 C
(
)- Ultima orbita de un átomo Aislante
(
)- Carga eléctrica del electrón en S. I.
4- 6 electrones
5- neutra
(
)- Signo de la carga de prueba.
6- 9x109 Nm2/C2
7- 9x10-9 Nm2/C2
8- 3 electrones
9- -1.6 x10-19 C
10- Unidad atómica de carga