UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER - MALAGA ESCUELA DE FÍSICA - FACULTAD DE CIENCIAS

PRIMER TALLER FÍSICA II. TEORIA PROF: CESAR AUGUSTO SARMIENTO ADARME.

Preguntas y ejercicios típicos sobre líneas de fuerza y líneas equipotenciales 1. Un campo es: a. Un área de juego b. Un concepto físico que explica la existencia de fuerzas de contacto c. Cualquier región del espacio cuyos puntos están caracterizados por el valor de una variable física d. Un concepto que se origina en la carga positiva e. La temperatura 2. La acción a distancia es: a. La interacción entre cuerpos que no están en contacto físico b. La telepatía c. Un sistema de control remoto d. La interacción entre el campo eléctrico y el potencial e. La producción de campo eléctrico por la carga positiva 3. Las líneas de fuerza del campo eléctrico: a. Mueven a las cargas b. Son equipotenciales c. Se cruzan en ángulos rectos d. No pueden cruzarse con las equipotenciales e. Empiezan en las cargas positivas 4. En regiones de mayor intensidad de campo eléctrico: a. Las líneas de fuerza son aún más fuertes b. Las líneas de fuerza aparecen más cercanas entre sí c. Hay menos carga d. El potencial desaparece e. Se originan las líneas de fuerza 5. La existencia del campo eléctrico se propone para explicar: a. Que las cargas positivas son las fuentes del campo b. Cómo interactúan las cargas eléctricas aun cuando no hay contacto físico entre ellas. c. Porqué las cargas se rechazan cuando son del mismo tipo y se atraen cuando son de diferentes tipos d. La causa por la que se dificulta observar fenómenos electrostáticos e. Las propiedades de las líneas equipotenciales 6. Las líneas de fuerza de un campo eléctrico uniforme: a. Están equidistantes entre sí b. Tienen que ser rectas c. Tienen que ser circulares d. Son paralelas a las líneas equipotenciales e. Son más delgadas que las de campos no uniformes 7. En la figura 1 se muestra cuatro líneas de fuerza. La carga positiva: a. Está en la región B

b. Está en la parte superior del dibujo c. Está en la parte inferior del dibujo d. Está en la región A e. No es necesaria para la existencia de las líneas 8. En la figura 1 el campo eléctrico es: a. Uniforme b. Constante c. Más intenso en la región d. Más intenso en la región A e. Equipotencial 9. En un experimento de líneas de fuerza se usa una batería de 12.0 V. Los electrodos son líneas rectas y paralelas, según se muestra en la figura 3.

La distancia d, entre los electrodos, es de 6.0 cm. La distancia entre los puntos A y B es dAB = 2.0 cm. La intensidad del campo eléctrico entre las placas es:

Figura 1. Líneas de fuerza

Figura 3. Dos electrodos rectos y paralelos

a. Equipotencial b. Cero d. 2.0 V/m e. 72 V-cm

-6 C en el punto B. La fuerza que sufre la carga Debida al campo eléctrico es:

-6 N -4 N c. Cero, porque el campo es uniforme d. 4.0 N e.

11. El campo eléctrico se define como: a. Las líneas de fuerza b. Las líneas equipotenciales c. El desnivel eléctrico d. El cociente entre la fuerza y una carga positiva de prueba muy pequeña e. La acción a distancia

12. Si Usted frota un globo inflado contra su cabello, los dos materiales se atraen entre si. La cantidad de carga presente en el globo y su cabello despues de que los frota es: (a) Menor (b) Igual (c) Mayor que la cantidad de carga presente antes del frotamiento 13. Un objeto A es atraido hacia un objeto B. Si se sabe que la carga del objeto B es positiva, ¿Qué se puede decir del objeto A? (a) Está cargado positivamente (b) Está cargado negativamente (c) Es electricamente neutro (d) No hay suficiente informacion para responder la pregunta 14. Un objeto A tiene una carga de +2µC y el objeto B tiene una carga de +6µC. ¿Cuál enunciado es cierto? (a) FAB = - 3FBA (b) FAB = - FBA (c) 3FAB = - FBA (d) Todas (e)

Ninguna de las anteriores 15. Una carga de +3µC está en un punto P donde el campo electrico està dirigido hacia la derecha y tiene una magnitud de 4*106N/C. Si la carga se reemplaza por otra de -3µC, el valor del campo electrico en P es: (a) El mismo pero en direcccion opuesta (b) Diferente y en la misma direccion (c) El mismo y con la misma direccion (e) No se puede predecir 16.

El campo electrico es mayor en: (a) A (b) B (c) C (d) Es el mismo en todos los

puntos de la grafica

17. Una carga +3q se encuentra a una distancia de 1.5R de una esfera descargada de radio R. el flujo neto a traves de la esfera es: (a) 1.5q/ε0 (b) 4.5q/ε0 (c) -1.5q/ε0 (d) 1.5qR/ε0 (e) -4.5q/ε0

18. Para una superficie gaussiana a través de la cual el flujo neto es cero, los siguientes cuatro enunciados podrian ser ciertos. ¿Cuáles afirmaciones deben ser verdaderas? (a) No hay cargas dentro de la superficie (b) La carga neta dentro de la superficie es cero (c) El campo electrico es cero en cualquier punto sobre la superficie (d) El numero de lineas de campo eléctrico que entran a la superficie es igual al numero de las que salen de la superficie 19. Una esfera conductora solida de radio a tiene una carga neta +2Q. Un cascaron esferico conductor de radio interno b y externo c es concentrico con la esfera. Si movemos la esfera interna (radio a), de manera que ahora no es concentrica con el cascaron, el flujo electrico a través de una esfera gaussiana externa al sistema y concentica con el cascaron: (a) Se hace mayor en los puntos en donde la superficie de la esfera es mas cercana al cascaron (b) Se hace menor en los puntos en donde la superficie de la esfera es mas lejana al cascaron (c) no cambia (d) No hay suficiente informacion para resolver 20. Despues de cargar una barra de vidrio frotandola con un paño de seda, la masa de la barra: (a) Aumenta (b) Permanece igual (c) Disminuye (d) No se puede medir 21.En una region del espacio, las lineas de campo son rectas. Si liberamos en esa region una carga inicialmente en reposo, la trayectoria subsecuente es: (a) Circular (b) Rectilinea (c) Eliptica (d) No se puede predecir

22. Una carga puntual +3Q está localizada en el centro de una caja cubica de arista “a”. Si

las dimensiones de la caja se multiplican por tres, el flujo a traves de la caja: (a) Se divide por trs (b) Se multiplica por tres (c) Permanece invariable (d) No se puede calcular 23.Para medir el campo electrico prodicido por una carga estacionaria un experimentador A usa una carga de prueba Q0 y otro experimentador B usa una carga 2Q0. El experimentador A encuentra que el campo electrico es: (a) El mismo que el encontrado por B (b) Mayor que el campo encontrado por B (c) Menor que el campo encontrado por B (d) Mayor o menor dependiendo de las masas de las cargas de prueba (e) No se puede encontrar una relacion entre las medidas. 24.Una gota de aceite cargada y con una masa de 2*10-4kg, se mantiene suspendida en el aire a causa de la gravedad y de un campo electrico de 98N/C dirigido hacia abajo. La carga de la gota es: (a) -2*10-5C (b) +5*104C (c) -5*104C (a) +2*10-5C (a) 0 25. Una particula de masa M y carga –Q se mantiene suspendida del techo mediante un hilo de seda formando un angulo θ a la dereccha de la posicion de equilibrio, en donde existe un campo electrico horizontal y uniforme. Se cumple que el campo electrico tiene modulo y direccion dador por: (a) E dirigido a la derecha con |E| = Mg/|Q| (b) E dirigido a la derecha con |E| = Mgtanθ/|Q| (c) E dirigido a la izquierda con |E| = Mgtanθ/|Q| (d) E dirigido a la derecha con |E| = Mg/(|Q|tanθ) (e) E dirigido a la izquierda con |E| = Mg/(|Q|tanθ) 26. Una espira circular de radio R y carga Q Uniformemente distribuida està fija en el plano xy centrada en el origen. El campo electrico en el punto P situado a la distancia z està dado por E = keQz/(R2 + z2)3/2. Si en el punto P colocamos en reposo una particula de masa m y carga –Q, entonces la particula:

(a) Oscilarà alrededor del origen con un periodo

(b) Oscilarà alrededor del origen con un periodo

(c) Oscilarà alrededor del origen con un periodo

(d) Oscilarà alrededor del origen con un periodo

(e) El movimiento no cumple con alguna de las opciones anteriores 27. Un electron que viaja hacia el norte entra en una region en donde el campo electrico es uniforme y apunta hacia el oeste. El electron: (a) Acelera hacia el oeste (b) Desacelera hacia el norte (c) Tuerce su ruta hacia el este (d) Tuerce su ruta hacia el oeste (e) Continua con la misma rapidez hacia el norte. 28. Una particula con carga positiva se suelta desde el reposo en una region en donde la

gravedad es constante y ademas existe un campo electrico horizontal constante y que en las figuras apunta hacia la derecha. Suponga que el peso de las particulas no es despreciable y apunta hacia abajo. ¿Cuál de las trayectorias describe mejor su movimiento: 29. Las dos cargas de la figura se encuentran sobre el eje x y a la misma distancia a del origen. Las componentes Ex y Ey del campo electtrico neto del sistema en el punto P satisfacen: (a) Ey < 0 y Ex < 0 (b) Ey > 0 y Ex > 0 (c) Ey > 0 y Ex < 0 (d) Ey = 0 y Ex > 0 (e) Ey < 0 y Ex > 0

30. La figura muestra las lineas de campo electrico en una region donde existe un campo electrico no uniforme. Si colocamos un dipolo electrico en reposo en la posicion mostrada: (a) El dipolo electrico se moverá hacia arriba (b) El dipolo electrico se moverá hacia abajo (c) El dipolo electrico se moverá hacia la izquierda (d) El dipolo electrico se moverá hacia la derecha (e) El dipolo electrico no se moverá 31.Dos pequeñas esferas poseen masas iguales m y cargas iguales q, las cuales se encuentran en equilibrio suspendidas del techo mediante dos hilos de igual longitud. Si la distancia entre las cargas es d entonces se cumple que: (a) mg = keq

2/[d2senα] (b) mg = keq

2tanα/d2

(c) mg = keq2/[d2

tanα] (d) mg = keq2/d2

(e) Ninguna de las anteriores 32. Una molecula neutra y polarizada puede considerarse como un dipolo ya que la distancia entre sus centros de carga positiva ( + ) y negativa ( - ) es muy pequeña. Inicialmente una molecula polarizada está en reposo en presencia de un campo electrostatico E uniforme como se muestra en la figura. La molecula tiende inicialmente a: (a) Rotar en sentido horario sin desplazarse su centro. (b) Desplazarse hacia la derecha sin rotar. (c) Desplazarse hacia la izquierda sin rotar. (d) Rotar en sentido antihorario sin desplazarse su centro. (e) Rotar y al mismo tiempo desplazarse su centro. 33. Un profesor de fisica carga una esfera conductora con 25µC y luego la lleva al salon de clases. El flujo neto, en Nm2/C, del campo electrico de la esfera a traves de las paredes del salon es: (a) No puede determinarse sin conocer las dimensiones del salon (b) 25*10-6 (c) 2.2*105 (d) 2.8*106 (e) 0 34. Una carga puntual se coloca en el centro de una superficie gaussiana esferica. El flujo electrico ΦE cambia: (a) Si la esfera es reemplazada por un cubo del mismo volumen (b) Si la carga puntual es movida hacia el exterior de la esfera (c) Si la esfera es reemplazada por un cubo de un decimo del volumen de la esfera (d) Si la carga se mueve a otro punto en el interior de la esfera (e) Si una segunda carga puntual +q se coloca en el exterior de la esfera 35. Una esfera solida aislante de radio R contiene una carga positiva distribuida uniformemente en su volumen. ¿Cuál de los siguientes graficos describe mejor la magnitud del campo elecctrico como una funcion de r?

TABLA DE RESPUESTAS (DEBEN SER JUSTIFICADAS) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

a

b

c

d

e