EXAMEN DE FÍSICA. 5 DE FEBRERO DE GRUPOS C Y D. TEORÍA

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1 Página 1 de 8 Índice de exámenes EXAMEN DE FÍSICA. 5 DE FEBRERO DE GRUPOS C Y D. TEORÍA T3. Si tenemos 2 cargas puntuales separadas un adistancia l, Hay puntos fuera de la recta que las une en que el campo eléctrico sea cero? Explíquelo. T4. a) Enuncie la ley de Gauss para el campo eléctrico y para el campo magnético y escriba sus expresiones analíticas. b) Explique por qué el flujo de un campo eléctrico estacionario a través de una superficie cerrada no es nulo en general y en cambio el flujo de un campo magnético estacionario siempre es cero. PROBLEMAS P1. Calcular el campo eléctrico (módulo, dirección y sentido) en el punto O de la figura. Las cargas están repartidas de manera uniforme en cada cuarto de circunferencia. P2. Tenemos una esfera conductora cargada con una carga Q. Rodeando la esfera hay una corona esférica también conductora sin carga eléctrica neta. Entre la esfera y la corona tenemos una diferencia de potencial V 0 (a mayor potencial la esfera). Determine la densidad superficial de carga en la esfera y en cada una de las superficies de la corona. Aplicación numérica: a = 2 cm; b = 3 cm; c = 4 cm; V 0 = 10 5 V.

2 Página 2 de 8 P3. Un conductor cilíndrico de cobre de 2 mm de diámetro y 50 m de largo es atravesado por una intensidad de 6 A. a) Cuál es la d.d.p. entre sus extremos?. b) Calcular la potencia que se disipa en el conductor. c) Calcular la velocidad media de los electrones libres. Datos: resistividad del cobre: ρ = 1.8 x 10-8 Ω m; Densidad de electrones libres del Cu: 8.45 * m -3 P4. Tenemos un conductor recto y muy largo (supóngalo ), que es recorrido por una intensidad I 1. En el mismo plano tenemos una espira que tiene forma de triángulo equilátero con uno de sus lados paralelo al conductor largo y recorrida por una intensidad I 2. Calcular la fuerza total ejecida por el conductor largo sobre la espira. Aplicación numérica: a = 2 cm; b = 1 cm; I 1 = 2 A; I 2 = 4 A. P5. La horquilla es de material conductor y su resistencia la despreciamos por ser mucho menor que la de la varilla AB: Esta varilla tiene una masa de 4 g y una resistencia eléctrica de 2.5 Ω. Qué fuerza tendremos que aplicar sobre la varilla para arrastrarla en el sentido indicado con velocidad=5 m/s? a) si despreciamos el rozamiento; b) Si el coeficiente de rozamiento es µ =0.2. (a = 20 cm)

3 Página 3 de 8 EXAMEN DE FINAL DE FÍSICA (07977). GRUPOS 17 (C) Y 18 (D) 25 DE JUNIO DE TEORÍA (Duración 1h 30 min) T1. Los vectores a y b forman los lados del rombo de la figura. Demuestre que según el cálculo vectorial las diagonales son perpendiculares entre sí. T2. Explique en qué condiciones el campo eléctrico en el interior de un conductor real es nulo y en qué condiciones no lo es. T3. Un condensador de 100 µ F está inicialmente descargado. Si lo conectamos a una fuente de tensión de 100 V por medio de una resistencia, a) Cuánta energía se llega almacenar en el condensador trancurrido mucho tiempo? Explique las respuestas. b) Cuánta energía sale de la fuente en el mismo tiempo?

4 Página 4 de 8 T4. Considere una partícula cargada de masa m moviéndose con velocidad v. La partícula penetra en una región con un campo magnético B (no hay campo eléctrico), perpendicularmente al mismo. Demuestre que mientras la partícula esté bajo la influencia del campo B, la energía cinética de la partícula será proporcional al cuadrado del radio de su órbita. T5. Es posible orientar una espira plana por la que circula una intensidad de corriente en el seno de un campo magnético uniforme de manera que la espira no tenga tendencia a girar? Explíquelo. PROBLEMAS (Duración: 2 h 30 min) P1. Calcule la carga total encerrada en los volúmenes (Figs. a y b) sabiendo que están inmersas en un campo E, cuyas componentes son: E x =0 (V/m), E y =2y (V/m) y E z =0 (V/m). Calcule también la d.d.p. entre A y B. La altura h=ab es 10 cm y el diámetro de la(s) base(s) d=2 cm. Suponga que el medio es el vacío. (a) (b) P2. Tenemos un cilindro macizo y muy largo de un material dieléctrico de ε r =1.2, cuya carga de densidad lineal λ 1 = 2 nc/m está uniformemente repartida por su volumen. Rodeando a éste hay un tubo coaxial y conductor que tiene una densidad de carga λ 2 = 4 nc/m. Si R1= 1 cm; R2=2 cm; R3=3 cm, calcular el valor del campo eléctrico en puntos situados en la parte central (es decir, lejos de los extremos): a- dentro del cilindro aislante. b- en el espacio hueco. c- en el interior del conductor d- en las superficies interna y externa del conductor. e- en el exterior de ambos cuerpos.

5 Página 5 de 8 PROBLEMAS (Duración: 2 h) P3. Dos pequeñas esferas cargadas con la misma carga q y masa m=10 g, (las suponemos puntuales), están suspendidas del mismo punto por hilos (de masa despreciable) de longitud l=120 cm. Las cagas están separadas una distancia d=5 cm. Calcular el valor de la carga q. P4. El trozo de conductor ABC tranporta una intensidad de corriente I=0.5 (A). El trozo más corto tiene una longitud l 1 =0.75 m y el más largo l 2 =1.5 m. Deterrmine el módulo y la dirección de la fuerza magnética total sobre el conductor si existe un campo magnético uniforme B=0.4 i (T). P5. Un pequeño aeroplano que tiene una envergadura de alas de l=10 m está volando rumbo al N con una velocidad de módulo v=75 m/s sobre una región en la que existe un campo magnético

6 Página 6 de 8 terrestre cuya componente vertical es de B=0.12 (T). a) Qué d.d.p. se induce entre los extremos de las alas?; b) Se le pide lo mismo para el caso de que el avión volara en dirección E. EXAMEN DE FINAL DE FÍSICA (07977). GRUPOS 17 (C) Y 18 (D) 1 DE SEPTIEMBRE DE TEORÍA (Duración 1h 30 min) T1. Tenemos 3 vectores no nulos a, b y c. Explicar cuándo son ciertas o falsas las siguientes relaciones: 1) a.b = a.c b = c? 2) a x b = a x c b = c? 3) a.(a x b)= 0 b = c? T2. Dos barras, una de aluminio y otra de cobre de la misma longitud, L, y de la misma resistencia eléctrica, R. Razone cuál será la relación entre las masas de ambas barras. Conductividades: del Al: σ Al = 3.54 x 10 7 Ω -1.m -1 ; del Cu: σ Cu = 5.80 x 10 7 Ω -1.m -1 Densidades: del Al: D Al = 2.7 g.cm -3 ; del Cu: D Cu = 8.92 g.cm -3 T3. Si nos dan 3 cargas puntuales Q 1, Q 2 y Q 3, situadas en la misma recta, Es posible encontrar una disposición en la que las fuerzas totales sobre cada una de las cargas sean nulas? Razone la respuesta. T4. Qué es la inducción electromagnética? Ponga algún ejemplo.

7 Página 7 de 8 T5. Un anillo de cobre y otro de madera, ambos de las mismas dimensiones, se colocan en el seno de un campo magnético de manera que ambos sean atravesados por el mismo flujo magnético cambiante en forma sinusoidal. Cómo son los campos eléctricos inducidos en uno y otro anillo? PROBLEMAS (Duración: 2 h 30 min) P1. Tenemos un una corona circular cargada con una densidad superficial de carga constante σ = 20 nc/cm 2. (ver la figura). Determinar a) el campo eléctrico en los puntos A y B; b) la diferencia de potencial V A -V B. P2. Un cable coaxial tiene un núcleo macizo conductor de cobre y de d=0.5 mm de diámetro. Rodeando el núcleo hay dos capas de espesores ( r 1 y r 2 )=0.1 mm cada una. La primera capa tiene un ε r1 =1.2 y la segunda ε r2 =1.5. Rodeándolo todo el conductor exterior. Calcule la capacitancia por metro de cable. P3. Determine la carga máxima que se puede almacenar en un candensador de armaduras planas y paralelas, cuya área es A=100 cm 2, si la separación entre las mismas es d=0.5 mm y el dieléctrico que hay entre ellas tiene una ε r =1.2 y su rigidez dieléctrica es H=1000 V/mm. P4. Un hilo conductor de la forma que vemos en la figura es recorrido por una intensidad I=100 (A). Calcular el campo magnético B producido en el punto O. Los tramos rectos se suponen muy largos.

8 Página 8 de 8 P5. El aspa de un ventilador de radio R=20 cm gira con velocidad angular constante ω =1000 min - 1,en el interior de un campo magnético uniforme B =0.05 (T), paralelo al eje de giro. Calcular la d.d.p. entre el extremo del aspa y su centro.

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