segunda evaluacion fisica ii solucion

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Univesidad Industrial de Santander Escuela de Física Curso: Física II Código: 22950 Asunto: Segunda evaluación Valor: 35% Fecha: 16/04/2012 Salón: Auditorio de Ingeniería Mecánica Profesor: Ancizar Flórez L Calificación:_____________ Alumno:__________________Solución________________________________________Código:______________Grupo____________ Instrucciones. Marque claramente en la hoja de respuestas, la opción correspondiente de acuerdo con el enunciado. 1. Un electrón se acelera desde el reposo a través de una diferencia de potencial V. Su velocidad final es proporcional a: A. V B. V 2 C. V 1/2 D. 1 / V E. 1 / V 1/2 2. Si 500 J de trabajo son necesarios para llevar una partícula cargada entre dos puntos con un potencial diferencia de 20V, la magnitud de la carga sobre la partícula es: A. 0.040C B. 12.5C C. 20C D. No se puede calcular a menos que la trayectoria sea dada E. ninguno de las anteriores 3. Elige la frase correcta: A. Un protón tiende a pasar de una región de bajo potencial de una región de alto potencial B. El potencial de un conductor con carga negativa debe ser negativo C. Si E = 0 en un punto P entonces V debe ser cero en P D. Si V = 0 en un punto P entonces E debe ser cero en P E. Ninguna de las respuestas anteriores son correctas 4. Un electrón se mueve desde el punto i a un punto f, en la dirección de un campo eléctrico uniforme. Durante este esplazamiento: A. el trabajo realizado por el campo es positivo y la energía potencial del sistema electrón-campo aumentos B. el trabajo realizado por el campo es negativa y la energía potencial del sistema electrón-campo aumentos C. el trabajo realizado por el campo es positivo y la energía potencial del sistema electrón-campo disminuye D. el trabajo realizado por el campo es negativa y la energía potencial del sistema electrón-campo disminuye E. el trabajo realizado por el campo es positivo y la energía potencial del sistema electrón-campo no cambia 5. Una cascarón esférico conductor tiene una carga Q. Una partícula con carga q se coloca en el centro de la cavidad. La carga en la superficie interior del cascarón y la carga en la superficie exterior del mismo son respectivamente, son los siguientes: A. 0, Q B. Q, Q q C. Q, 0 D.-Q, Q + q E.-q, 0 6. Una partícula con carga Q se coloca fuera de un plano grande conductor neutro. En cualquier punto sobre el plano el campo eléctrico producido por las cargas sobre la superficie se dirige: A. hacia la superficie B. lejos de la superficie C. hacia Q D. lejos de Q E. ninguna de las anteriores 7. Una carga se distribuye uniformemente a lo largo de un alambre recto largo. Sí el campo eléctrico a 2 cm del alambre es 20 N/C; entonces, el campo eléctrico a 4 cm del alambre es: A. 120N / C B. 80N / C C. 40N / C D. 10N / C E. 5N / C 8. Una carga positiva Q se distribuye uniformemente a lo largo de una esfera aislante de radio R, centrada en el origen. Sí una partícula con carga positiva Q se coloca en el punto x = 2R en el eje x. la magnitud del campo eléctrico en x = R / 2 en el eje x es: A. Q/4π o R 2 B. Q/8π o R 2 C. Q/72π o R 2 D. 17Q/72π o R 2 E. ninguno de estos 9. Una carga de 10C se coloca sobre un cascarón esférica conductor. Sí una partícula con una carga de -3C es colocada en el centro de la cavidad; entonces, la carga neta en la superficie exterior del cáscarón es: A.-7C B.-3C C 0C D. +3C E. +7C 10. Elija la afirmación incorrecta: A. La ley de Gauss se puede derivar de la ley de Coulomb B. La Ley de Gauss establece que, el número neto de líneas que cruzan cualquier superficie cerrada hacia el exterior es proporcional a la carga neta encerrada dentro de la superficie C. la ley de Coulomb se puede derivar de la ley de Gauss, y la simetría D. Ley de Gauss se aplica a una superficie cerrada de cualquier forma E. De acuerdo con la ley de Gauss, si una superficie cerrada no incluye carga alguna; entonces, el campo eléctrico debe desaparecer en todas partes en la superficie 11. Sí una partícula puntual cargada se coloca en el centro de una superficie gaussiana esférica; entonces, el flujo eléctrico Φ E cambia sí: A. la esfera se sustituye por un cubo del mismo volumen B. la esfera se sustituye por un cubo de una décima parte del volumen C. la carga puntual se mueve fuera del centro (pero aún dentro de la esfera original) D. la carga puntual se trasladó a las afueras de la esfera E. una segunda carga puntual se coloca justo fuera de la esfera

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  • Univesidad Industrial de Santander

    Escuela de Fsica

    Curso: Fsica II Cdigo: 22950

    Asunto: Segunda evaluacin Valor: 35%

    Fecha: 16/04/2012

    Saln: Auditorio de Ingeniera Mecnica

    Profesor: Ancizar Flrez L Calificacin:_____________

    Alumno:__________________Solucin________________________________________Cdigo:______________Grupo____________

    Instrucciones. Marque claramente en la hoja de respuestas, la opcin correspondiente de acuerdo con el enunciado.

    1. Un electrn se acelera desde el reposo a travs de una diferencia de potencial V. Su velocidad final es proporcional a:

    A. V B. V2 C. V1/2 D. 1 / V E. 1 / V1/2

    2. Si 500 J de trabajo son necesarios para llevar una partcula cargada entre dos puntos con un potencial diferencia de 20V, la magnitud de

    la carga sobre la partcula es:

    A. 0.040C B. 12.5C C. 20C D. No se puede calcular a menos que la trayectoria sea dada

    E. ninguno de las anteriores

    3. Elige la frase correcta:

    A. Un protn tiende a pasar de una regin de bajo potencial de una regin de alto potencial

    B. El potencial de un conductor con carga negativa debe ser negativo C. Si E = 0 en un punto P entonces V debe ser cero en P

    D. Si V = 0 en un punto P entonces E debe ser cero en P E. Ninguna de las respuestas anteriores son correctas

    4. Un electrn se mueve desde el punto i a un punto f, en la direccin de un campo elctrico uniforme. Durante este esplazamiento:

    A. el trabajo realizado por el campo es positivo y la energa potencial del sistema electrn-campo aumentos

    B. el trabajo realizado por el campo es negativa y la energa potencial del sistema electrn-campo aumentos

    C. el trabajo realizado por el campo es positivo y la energa potencial del sistema electrn-campo disminuye

    D. el trabajo realizado por el campo es negativa y la energa potencial del sistema electrn-campo disminuye

    E. el trabajo realizado por el campo es positivo y la energa potencial del sistema electrn-campo no cambia

    5. Una cascarn esfrico conductor tiene una carga Q. Una partcula con carga q se coloca en el centro de la cavidad. La carga en la

    superficie interior del cascarn y la carga en la superficie exterior del mismo son respectivamente, son los siguientes:

    A. 0, Q B. Q, Q q C. Q, 0 D.-Q, Q + q E.-q, 0

    6. Una partcula con carga Q se coloca fuera de un plano grande conductor neutro. En cualquier punto sobre el plano el campo elctrico

    producido por las cargas sobre la superficie se dirige:

    A. hacia la superficie B. lejos de la superficie C. hacia Q D. lejos de Q

    E. ninguna de las anteriores

    7. Una carga se distribuye uniformemente a lo largo de un alambre recto largo. S el campo elctrico a 2 cm del alambre es 20 N/C;

    entonces, el campo elctrico a 4 cm del alambre es:

    A. 120N / C B. 80N / C C. 40N / C D. 10N / C E. 5N / C

    8. Una carga positiva Q se distribuye uniformemente a lo largo de una esfera aislante de radio R, centrada en el origen. S una partcula

    con carga positiva Q se coloca en el punto x = 2R en el eje x. la magnitud del campo elctrico en x = R / 2 en el eje x es:

    A. Q/4 oR2 B. Q/8 oR

    2 C. Q/72 oR2 D. 17Q/72 oR

    2 E. ninguno de estos

    9. Una carga de 10C se coloca sobre un cascarn esfrica conductor. S una partcula con una carga de -3C es colocada en el centro de la

    cavidad; entonces, la carga neta en la superficie exterior del cscarn es:

    A.-7C B.-3C C 0C D. +3C E. +7C

    10. Elija la afirmacin incorrecta:

    A. La ley de Gauss se puede derivar de la ley de Coulomb

    B. La Ley de Gauss establece que, el nmero neto de lneas que cruzan cualquier superficie cerrada hacia el exterior es proporcional a la

    carga neta encerrada dentro de la superficie

    C. la ley de Coulomb se puede derivar de la ley de Gauss, y la simetra

    D. Ley de Gauss se aplica a una superficie cerrada de cualquier forma

    E. De acuerdo con la ley de Gauss, si una superficie cerrada no incluye carga alguna; entonces, el campo elctrico debe desaparecer en

    todas partes en la superficie

    11. S una partcula puntual cargada se coloca en el centro de una superficie gaussiana esfrica; entonces, el flujo elctrico E cambia s: A. la esfera se sustituye por un cubo del mismo volumen B. la esfera se sustituye por un cubo de una dcima parte del volumen

    C. la carga puntual se mueve fuera del centro (pero an dentro de la esfera original)

    D. la carga puntual se traslad a las afueras de la esfera E. una segunda carga puntual se coloca justo fuera de la esfera

  • 12. Considere la posibilidad de la ley de Gauss: . Cul de las siguientes afirmaciones es verdadera:

    A. E debe ser el campo elctrico debido a la carga encerrada

    B. Si q = 0, entonces E = 0 en todas partes sobre la superficie gaussiana

    C. Si las tres partculas en el interior tienen cargas de + q, q +, y 2q-, entonces la integral es cero

    D. en la superficie E es siempre paralelo a una dA

    E. Si una carga se coloca fuera de la superficie, entonces no puede afectar el campo E en cualquier punto de la superficie

    13. El propsito del experimento de la gota de aceite de Milliken fue determinar:

    A. la masa de un electrn B. la carga de un electrn C. La relacin de carga a la masa de un electrn

    D. el signo de la carga de un electrn E. viscosidad

    14. Cuando el momento dipolar de un dipolo en un campo elctrico uniforme se gira para alinearlo con el campo:

    A. el campo hace trabajo positivo y la energa potencial aumenta

    B. el campo hace trabajo positivo y disminuye la energa potencial

    C. el campo realiza un trabajo negativo y la energa potencial aumenta

    D. el campo realiza trabajo negativo y disminuye la energa potencial E. el campo no trabaja

    15. El par (o torque) ejercido por un campo elctrico sobre un dipolo es:

    A. paralelo al campo y perpendicular al momento dipolar B. paralelo tanto al campo como al momento dipolar

    C. perpendicular tanto al campo como al momento dipolar D. paralelo al momento dipolar y perpendicular al campo

    E. no est relacionado con las direcciones del campo y el momento dipolar

    16. Un campo elctrico ejerce un par (o torque) sobre un dipolo slo si:

    A. el campo es paralelo al momento dipolar B. el campo no es paralelo al momento dipolar

    C. el campo es perpendicular al momento dipolar D. el campo no es perpendicular al momento dipolar

    E. el campo es uniforme

    17. El campo elctrico debido a una distribucin uniforme de la carga sobre un cascarn esfrica es igual a cero:

    A. en todas partes B. en ninguna parte C. solamente en el centro del cascarn

    D. slo dentro del cascarn E. slo fuera del cascarn

    18. Elige la frase correcta, con relacin a las lneas del campo elctrico:

    A. las lneas de campo se pueden cruzar B. las lneas de campo estn muy juntas, donde el campo es grande

    C. las lneas de campo apuntan hacia afuera de una partcula con carga negativa

    D. una partcula puntual cargada que se suelta desde el reposo, se mueve a lo largo de una lnea de campo

    E. Ninguna de ellas es correcta

    19. Un campo elctrico est ms directamente relacionado con:

    A. el impulso de una carga de prueba B. la energa cintica de una carga de prueba

    C. la energa potencial de una carga de prueba D. la fuerza que acta sobre una carga de prueba

    E. la carga que lleva una carga de prueba

    20. S las hojas de un electroscopio cargado positivamente divergen ms, cuando un objeto se acerca al mango del electroscopio, es

    porque el objeto debe ser:

    A. un conductor B. un aislador C. estar cargado positivamente

    D. estar cargado negativamente E. estar descargado

    21. La cantidad (1/2) oE2, tiene unidades de:

    A. energa/faradio B. energa/coulomb C. de energa D. energa/volumen

    E. energa/V

    22. La capacidad de un condensador cilndrico se puede aumentar:

    A. disminuyendo tanto el radio del cilindro interno como la longitud

    B. aumentando tanto el radio del cilindro interno como la longitud

    C. aumentando el radio de la cascarn cilndrica exterior y la disminucin de la longitud

    D. disminuyendo el radio del cilindro interno, y el aumento del radio del cilindro exterior E. slo por la disminucin de la longitud

    23. Dos condensadores de placas paralelas con diferente separacin entre las placas, pero la misma capacitancia, son conectados en serie a

    una batera. Ambos condensadores estn llenos de aire. La cantidad que no es igual para ambos condensadores cuando estn totalmente

    cargadas es:

    A. diferencia de potencial B. la energa almacenada C. el campo elctrico entre las placas

    D. la carga en la placa positiva E. la constante dielctrica

    24. Las unidad de resistividad es:

    A. ohmios B. ohmios- metro C. ohm/metro D. ohm/meter2 E. ninguna de las anteriores

  • 25. La corriente es una medida de:

    A. la fuerza que mueve una carga ms all de un punto B. la resistencia al movimiento de una carga al pasar por un punto

    C. la energa utilizada para mover una carga ms all de un punto D. la cantidad de carga que pasa por un punto por unidad de tiempo

    E. la velocidad con que una carga pasa por un punto

    26. Electrones de conduccin se mueven hacia la derecha en un alambre determinado. Esto indica que:

    A. la densidad de corriente y el campo elctrico estn dirigidos a la derecha

    B. la densidad de corriente y el campo elctrico estn dirigidos a la izquierda

    C. la densidad de corriente apunta a la derecha y el campo elctrico apunta a la izquierda

    D. la de densidad de corriente apunta a la izquierda y el campo elctrico a la derecha

    E. la de densidad de corriente apunta a la izquierda, pero la direccin del campo elctrico es desconocida

    27. S dos cables de diferentes materiales tienen la misma densidad de corriente uniforme; entonces, ellos llevan la misma corriente slo

    si:

    A. sus longitudes son las mismas B. sus reas de seccin transversal son las mismas

    C. tanto sus longitudes como sus reas transversales son las mismas D. las diferencias de potencial a travs de ellas son las mismas

    E. los campos elctricos en ellos son los mismos

    28. Si J es la densidad de corriente y dA es un elemento del vector de rea, entonces la integral JdA lo largo de un rea representa:

    A. el flujo elctrico a travs del rea B. la densidad de corriente media en la posicin del rea

    C, la resistencia del rea D. la resistividad del rea E. la corriente a travs del rea

    29. La resistencia de una varilla no depende de:

    A. su temperatura B. su material C. su longitud D. su conductividad

    E. la forma de su (fijo) rea de seccin transversal

    30. Para una sustancia hmica, la resistividad es la constante de proporcionalidad entre:

    A. corriente y la diferencia de potencial B. la corriente y el campo elctrico

    C. la densidad de corriente y la diferencia de potencial D. la densidad de corriente y el campo elctrico

    E. la diferencia de potencial y el campo elctrico

    31. En la frmula F = q v B:

    A. F debe ser perpendicular a v pero no necesariamente a B B. F debe ser perpendicular a B, pero no necesariamente a v

    C. v debe ser perpendicular a B, pero no necesariamente a F D. los tres vectores deben ser mutuamente perpendiculares

    E. F debe ser perpendicular a v y B

    32. En cualquier punto las lneas de campo magntico estn en la direccin de:

    A. la fuerza magntica sobre una carga positiva en movimiento B. la fuerza magntica sobre una carga negativa en movimiento

    C, la velocidad de una carga positiva en movimiento D. la velocidad de una carga negativa en movimiento

    E. ninguna de las anteriores

    33. La fuerza magntica sobre una partcula cargada es en la direccin de su velocidad si:

    A. se est moviendo en la direccin del campo B. se est moviendo opuesta a la direccin del campo

    C. se est moviendo perpendicularmente al campo D. se est moviendo en otra direccin

    E. nunca

    34. Un campo magntico ejerce una fuerza sobre una partcula cargada:

    A. siempre B. nunca C. Si la partcula se mueve a travs de las lneas de campo

    D. Si la partcula se mueve a lo largo de las lneas de campo E. Si la partcula est en reposo

    35. Un campo magntico no puede:

    A. ejercer una fuerza sobre una partcula cargada B. cambiar la velocidad de una partcula cargada

    C. cambiar la dinmica de una partcula cargada D. cambiar la energa cintica de una partcula cargada

    E. cambiar la trayectoria de una partcula cargada

    36. Un protn (carga e), viajando perpendicularmente a un campo magntico, experimenta la misma fuerza que una partcula alfa (2e de

    carga), que tambin est viajando perpendicular al mismo campo. La relacin de sus velocidades, vproton / valpha, es:

    A. 0.5 B. 1 C. 2 D. 4 E. 8

    37. Un electrn entra en una regin de campos E y B uniformes y perpendiculares. Se observa que, la velocidad v del electrn se ve

    afectada. Una posible explicacin es la siguiente:

    A. v es paralelo a E y tiene magnitud E/B B. v es paralela a B C. v es perpendicular a E y B y tiene una magnitud B / E

    D. v es perpendicular a ambos E y B y tiene magnitud E / B E. La situacin dada es imposible

    38. Las unidades de momento dipolar magntico son:

    A. amperios B. amperio x metro C. amperios x metro2 D. amperios/metro E. ampere/meter2

    Respuesta: C

  • 39. Un "coulomb" es la siguiente:

    A. un amperio por segundo

    B. la cantidad de carga que va a ejercer una fuerza de 1N en una carga similar a una distancia de 1m

    C, la cantidad de corriente en cada uno de dos cables paralelos largos, separados por 1m, que produce una fuerza de 2 10-7 N / m

    D. La cantidad de carga que fluye por un punto en un segundo cuando la corriente es de 1A

    E. una abreviatura de una determinada combinacin de kilogramo, metro y segundo

    40. Las lneas del campo magntico producido por un alambre recto largo que transporta una corriente son:

    A. en el sentido de la corriente B. opuesta a la direccin de la corriente C. radialmente hacia afuera desde el alambre

    D. radialmente hacia dentro, hacia el alambre E. crculos que son concntricos con el alambre

    41. El campo magntico fuera de un alambre largo recto que lleva una corriente depende de la distancia R desde el eje de alambre de

    acuerdo con:

    A. R B. 1 / R C. 1/R2 D. 1/R3 E. 1/R3/2

    42. Dos alambres largos rectos paralelos transportan corrientes iguales en sentidos opuestos. En un punto intermedio

    entre los alambres, el campo magntico que producen es:

    A. cero B. distinto de cero y a lo largo de una lnea de conexin de los cables

    C. distinto de cero y paralelo a los alambres D. distinto de cero y perpendicular al plano de los dos alambres

    E. ninguna de las anteriores

    43. Dos alambres paralelos que transportan corrientes iguales de 10A, se atraen entre s con una fuerza de 1 mN. S

    ambas corrientes se duplican, la fuerza de atraccin sern entonces:

    A. 1mN B. 4mN C. 0.5mN D. 0.25mN E. 2mN

    44. Dos cables paralelos, separados 4 cm, transportan cada uno corrientes de 2A y 4A respectivamente, en direcciones opuestas. La fuerza

    por unidad de longitud en N/m de un cable sobre el otro es:

    A. 1 10-3, repulsivo B. 1 10-3, atractivo C. 4 10-5, repulsivo

    D. 4 10-5, atractivo E. ninguno de estos

    45. S una corriente constante fluye a travs de una bobina helicoidal; entonces la bobina:

    A. tiende a ser ms corta B. tiende a ser ms larga C. tiende a girar alrededor de su eje

    D. produce campo magntico cero en su centro E. ninguna de las anteriores

    46. En la ley de Ampere, , la integracin debe ser a travs de cualquier:

    A. superficie B. superficie cerrada C. camino D. camino cerrado

    E. camino cerrado que rodea toda la corriente que produce B

    47. Un campo magntico uniforme de 2.0T forma un ngulo de 30o con el eje z. El flujo magntico a travs una porcin de 3 m2 del plano

    xy es:

    A. 2.0Wb B. 3.0Wb C. 5.2Wb D. 6.0Wb E. 12Wb

    48. 1Weber es el mismo que:

    A. 1 V/s B. 1T/s C. 1T/m D. 1T x m2 E. 1T/m2

    49. La Ley de Faraday establece que, una fem inducida es proporcional a:

    A. la razn de cambio del campo magntico B. la razn de cambio del campo elctrico

    C, la velocidad de cambio del flujo magntico D. la razn de cambio del flujo elctrico E. cero

    50. Si el flujo magntico a travs de una cierta regin est cambiando con el tiempo, entonces:

    A. la energa se disipa en forma de calor B. un campo elctrico debe existir en el contorno

    C una corriente debe fluir alrededor del contorno D. una fem debe existir alrededor del contorno

    E. un campo magntico debe existir en el contorno