A continuación se proporcionan algunas ecuaciones básicas para resolver los problemas. Trabajo realizado por una fuerza conservativa 2 1 qq.

Transcripción

1 uso de electomagnetismo Potencial eléctico y capacitancia Este test contiene poblemas sobe los siguientes temas:. Potencial eléctico. Enegía potencial eléctica 3. apacitancia 4. ombinación de capacitoes continuación se popocionan algunas ecuaciones básicas paa esolve los poblemas Wa b U a Ub ( Ub U a ) U Tabajo ealizado po una fueza consevativa Enegía potencial de dos cagas 0 U puntuales U U V 0 4 V 4 V a V b 0 V E iˆ x Q V ab Q V ab 0 d dl i i i Enegía potencial de un sistema de cagas puntuales Potencial de una caga puntual Potencial de una distibución continua de caga b b E Relación ente difeenciad e E cos dl a a potencial y campo eléctico ε 0 ˆ V j y d e 3 e 3 V kˆ z ampo eléctico en téminos de V Definición de capacitancia apacitancia de un capacito de placas planas y paalelas apacitoes en seie apacitoes en paalelo 3 Q U V K0 Kε0 QV ε d d Enegía almacenada en un capacito apacitancia de un capacito con dieléctico

2 . uando una caga positiva se mueve en la diección del campo eléctico:. la caga se incementa. B. el campo hace tabajo sobe la caga.. la caga hace tabajo sobe el campo. D. la caga gana enegía potencial. E. la caga piede enegía cinética.. uando se mueve una caga negativa opuesta a la diección de un campo eléctico:. la caga se incementa. B. el campo hace tabajo sobe la caga.. la caga hace tabajo sobe el campo. D. la caga gana enegía potencial. E. la caga piede enegía cinética. 3. La enegía potencial de un pa de cagas iguales es:. positiva. B. negativa.. neutal. D. popocional al cuadado de la distancia. E. invesamente popocional al cuadado de la distancia. ORDEN LÓGI U k RGUMENTOS Definición potencial enegía Si; >0 ; >0 ; >0 Popiedad aitmética 3 Si; >0 ; >0 = n ; >0 Popiedad aitmética 4 U > 0 Positivo 4. La enegía potencial de un pa de cagas de signos difeentes es:. positiva. B. negativa.. neutal. D. popocional al cuadado de la distancia. E. invesamente popocional al cuadado de la distancia.

3 5. En condiciones estáticas, el potencial en un punto dento de un conducto es. popocional a la longitud del conducto.. popocional al adio del conducto. popocional a la densidad del conducto. D. popocional al númeo atómico del conducto E. independiente de todo lo anteio. 6. uántas difeentes capacitancias se pueden obtene conectando tes condensadoes?. 5 B D. 8 E uando la difeencia de potencial ente las placas de un condensado se duplica, la magnitud de la caga almacenada en una de las placas. se duplica. B. se incementa po un facto de 4.. se tiplica. D. sigue siendo el mismo. E. se educe a la mitad. ORDEN LOGI RGUMENTION 3 Definicion capacitancia V apacitancia inicial V apacitancia final V

4 V V Potencial duplicado Reemplazando V Igualando capacitancias ; Q Q Reemplazando y hallando la espuesta V V V 8. uando la difeencia de potencial ente las placas de un condensado se duplica, la enegía almacenada en el condensado. se duplica. B. se incementa po un facto de 4.. se tiplica. D. sigue siendo el mismo. E. se educe a la mitad. 9. El potencial eléctico en cualuie punto en un campo eléctico es U U a. b. c. o U U d. e. o o U o 0. Las unidades de potencial eléctico se J a. J b. Nm c. d. e. nm. En un campo E unifome, V es a. -Ed b. Ed c. V d. / e. E o. En un campo E unifome, U, es a. -Edi b. o E c. o Ed d. - o Ed e. E 3. El potencial eléctico a una distancia desde un punto cago es a. k e o b. k e / c. k e / d. k e / e. E d 4. uál es E x cuando V 3x 7x 3? a. 6x - 7 b. 3x - 3 c. 6x - 3 d. 7x + 3

5 e. -6x + 7 ORDEN LOGI RGUMENTION E dv ampo eléctico x en función de v dx d ( 3x 7x 3) dx Reemplazando 3 E 6x 7 Respuesta final después de deiva 5. apacitancia se define como a. V b. V c. V/Q d. QV e. Q/V 6. La capacitancia de un condensado de placas paalelas es: a. QV b. o d d c. o d. o d d e. o 7. Un condensado paalelo tiene un áea de 4,00 cm y una distancia de sepaación ente placas de,00 mm. uál es su capacidad en pf? ( o = 8.85 x 0 - /Nm ).,3 B. 3,4.,3 D.,77 E. 3,54

6 ORDEN LOGI RGUMENTION 0 d Definicion apacitancia de un condensado de placas paalelas 0,04 8,85x0 Reemplazando 3 x0 3, 77 pf Respuesta 8. Tes condensadoes se colocan en paalelo. Sus capacitancias son 3 F, 6 H, y 9 F. uál es su total capacidad en F?. 4 B. 8. D. E. 9. Tes capacitoes son colocados en seie. Sus capacitancias son 3 F, 6 F, y 9 F. uál es su total capacidad en F?. 4 B. 8.,6 D.,8 E.,5 0. La enegía almacenada en un condensado cagado es a. / V b. / V c. / k e x d. / k e V e. / Q. Dos condensadoes están colocados en seie. Sus capacitancias son 6 F y

7 3 F. uál es su total capacidad en?. 0 B. 5. D. E. 3. uánta enegía en J se almacena en un capacito de 00 F, si la tensión en el condensado es de 00 voltios?. B. 0. 0, D. 0,0 E. 0,00 3. Un condensado de placas paalelas están sepaadas una distancia de 0,000 m. ente las placas se intoduce un dieléctico de de bauelita cuyo valo es 4.9 Las placas tienen una supeficie de 0,0049 m. uál es la capacitancia en nf?.,37 B.,9.,97 D.,79 E., 4. Una patícula cagada ( = -8,0 m), está en movimiento mediante la fueza eléctica, se libea desde el eposo en el punto. En el punto B la enegía cinética de la patícula es igual a 4,8 J. uál es la difeencia de potencial eléctico, VB - V en kv?. -0,60 B. +0,60. +0,80 D. -0,80 E. +0,48 ORDEN LOGI RGUMENTION Va wa Vb K b ab Definición difeencia potencial

8 Va Ka b Vb Tabajo es igual al cambio en la enegía cinética K 4,8J Vb 8,0x0 4 Va Vb =0,60KV Va Reemplazando valoes 3 3 Respuesta 5. Los punt os [, 3)m] y B [5,7) m] están en una egión donde el campo eléctico es unifome y dado po E = 4i + 3j N/. uál es la difeencia de potencial V - VB en voltios?. 33 B D. 4 E. 6. Una patícula (caga =,0 m), ue se mueve, donde sólo actúan las fuezas elécticas tiene una enegía cinética de 5,0 J en el punto. La patícula pasa po el punto B, ue tiene un potencial eléctico de,5 kv en elación con el punto. Detemina la enegía cinética de la patícula en J cuando pasa po el punto B.. 3,0 B.,0. 5,0 D. 8,0 E. 0,0 7. Una patícula de masa 6,7 x 0-7 kg, con caga 3, x 0-9, se mueve a lo lago del eje x positivo con una velocidad de 4,8 x 0 5 m / s. La patícula enta en una egión de campo eléctico unifome paalelo a la diección de su movimiento y ueda en eposo después de ecoe,0 m dento del campo. uál es la magnitud del campo eléctico en kv/m?.,0 B.,5., D. 3,5 E.,4 8. Una patícula (masa 5,0 x 0-5 kg, caga =,0 ) se mueve hacia abajo en el campo gavitacional de la Tiea desde el punto al punto B, a una distancia de,0 m. La enegía cinética de la patícula disminuye,9 mj duante este movimiento. uál es la difeencia de potencial VB - V en kv.. +,9 B. +0,5. -0,5

9 D. -,5 E. +6,0 9. Un potón de (masa =,67 x 0-7 kg, y caga =,60 x 0-9 ) se mueve del punto al punto B, bajo la influencia de una fueza electostática solamente. En el punto, el potón se mueve con una velocidad de 50 km / s. En el punto B la velocidad del potón es 80 km/s. Detemina la difeencia de potencial VB - V en V.. +0 B D. +7 E Un potón de (masa =,67 x 0-7 kg, y caga =,60 x 0-9 ) se mueve del punto al punto B, bajo la influencia de una fueza electostática solamente. En el punto, el potón se mueve con una velocidad de 60 km/s. En el punto B la velocidad del potón es de 80 km / s. Detemina la difeencia de potencial VB - V en V.. +5 B D. +33 E uál es la velocidad en m/s de un potón (m =,67 x 0-7 kg, =,60 x 0-9 ) ue se ha aceleado desde el eposo a tavés de una difeencia de potencial de 4,0 kv?., x 0 6 B. 9,8 x ,8 x 0 5 D., x 0 6 E. 6, x Un electón m = 9, x 0-3 kg, = -,6 x 0-9 ) pate del eposo en el punto y tiene una velocidad de 5,0 x 0 6 m/s en el punto B. Sólo la fueza eléctica actúa duante este movimiento. Detemina la difeencia de potencial eléctico V - VB en V.. -7 B D. +6

10 E Una patícula (m =,0 g, = 5,0 n) tiene una velocidad de 30 m / s en el punto y se mueve (actúa solo la fueza eléctica) paa el punto B, donde su velocidad es de 80 m/s. Detemina la difeencia de potencial eléctico V - VB en kv.. -, B. -,. +, D. +, E.,3 34. Una patícula (m = 8.0 g, = 6,0 n) tiene una velocidad de 80 cm/ s en el punto y se mueve al punto B, donde el potencial eléctico es de,0 kv mayo ue en el punto. uál es la enegía cinética de la patícula en J en el punto B? Sólo las fuezas elécticas actúan sobe la patícula duante ese movimiento.. 4 B D. 34 E. 40 O L ondición Dada Difeencia de Potencial 3 Tabajo es igual al cambio en la enegía cinética 4 Reemplazando 5 Despejando 6 Despejando 7 Enegía cinética en µ J Respuesta 35. Detemina la capacitancia euivalente de la ed cuando = pf.. 48 B.. 4 D. 6,0 E. 59

11 36. Detemina la capacidad euivalente de la ed ue se muesta cuando 5 pf.. 0 B. 6. D. 4 E Detemina la capacidad euivalente de la ed ue se muesta cuando pf.. 34 B D. 68 E. 3 O L apacitoes en Seie apacitancia euivalente 3 apacitoes en seie 4 apacitancia euivalente 5 apacitancia en paalelo 6 Respuesta 38. Detemina la capacidad euivalente de la ed ue se muesta cuando 45 pf.. 36 B D. 30 E Detemina la capacidad euivalente de la ed ue se muesta cuando 45 pf.. 9 B. 0,9. 34 D. 0,3 E. 75

12 3 O L apacitoes en paalelo apacito En paalelo 3 apacitoes en seie 4 apacitoes en seie 5 Reemplazando 6 Respuesta 40. Detemina la capacidad euivalente de la ed ue se muesta en F.. 0 B F D. 5 E. 6,0 F 4 F F 4. uál es la capacitancia euivalente de la combinación se muesta en la F?. 0 B. 90. D. 4,6 E F 30 F 0 F 3 0 F 4. Detemina la capacitancia euivalente en F de la ed cuando 45 F. 8 B D. 44 E. 3

13 El espacio ente las placas de condensado de placas planas y paalelas se llena de aie. ómo podía aumentase la capacitancia?. plica un potencial a tavés de las placas. B. Llena el espacio con un dieléctico.. Ponga una caga en el condensado. D. ñadi oto capacito en seie. E. Utilice un geneado de coiente altena. 44. El cambio en la enegía potencial de una patícula cagada cuando se taslada de a B en un campo eléctico es B a. o Eds B b. o Fd B c. o Bds B d. o Fd B e. o Bds 45. La difeencia de potencial medida ente dos puntos en un cicuito se llama. capacitancia. B. esistencia.. coiente. D. inductancia. E. voltaje. 46. Un potón está en eposo cuando un campo eléctico se enciende de epente. El potencial en el luga de los potones se cambia de 0 V a V m. uál es el cambio en la enegía potencial en la J, del potón? (La caga del potón es.60 9.). -6,4 X 0-5 B. -7,8 X ,3 X 0-4 D. -3, X 0-4. E. -3,6 X El potencial en un punto es -4,5 x0 3 V. uánto tabajo se ealiza en J paa lleva una caga 0,94 desde el infinito hasta el punto?

14 . -, X 0 3 B. -,4 X ,6 X 0 3 D. -4, X 0 3 E. -4,8 X Las líneas euipotenciales son:. pependiculaes a las líneas de campo. B. paalelas a las líneas de campo.. antipaalelas a líneas de campo. D. tangente a las líneas de campo. E. Radiales como las líneas de campo. k 49. e Q 3 es el potencial eléctico debido a: (x a ) a. un dipolo. b. los puntos sobe el eje de un anillo cagado unifomemente. c. una distibución continua. d. los puntos de un diámeto de una esfea cagada de manea unifome. e. los puntos en un eje pependicula a un plano cagado unifomemente. 50. Un condensado de placas paalelas tiene una supeficie de 3,00 x 0 - m y una sepaación ente las placas de de 0,00 m. x 0-4 uál es su capacidad en la F si N m?.,33 x 0-8 B.,88 x 0-8.,33 x 0-8 D.,49 x 0-8 E.,65 x 0-8

15 5. uando el inteupto está ceado en el cicuito de la figua, la lámpaa billa impeceptiblemente en un coto intevalo de tiempo, y luego poco a poco se apaga. Podemos intepeta esto en el sentido de ue. electones en el teminal negativo de la bateía alcanzan una de las placas del condensado de foma casi instantánea. B. electones de una placa de condensado viajan a la teminal positiva de la bateía de foma casi instantánea.. el condensado debe tene ya cagadas sus placas D. todos los electones libes en el alambe se diigen a la placa del condensado, mientas ue la luz sigue billando. E. la bateía establece un campo eléctico en el cicuito casi instantáneamente. 5. El cicuito de la figua contiene un condensado, una bateía, un inteupto y una bombilla. Después de ue el inteupto se ha ceado po un lago tiempo, podemos afima ue en el cicuito:. No hay cagas elécticas libes en la bateía. B. No hay campo eléctico en la bateía.. la bateía ya no es capaz de popociona una difeencia de potencial. D. el campo eléctico en el alambe es igual a ceo. E. el condensado actúa como un cotocicuito. 53. Un electón voltio es igual a a. La caga del electón: b. Una difeencia de potencial de un J/. c. Una enegía de.60 9 J. d. Una capacitancia de un faadio. e. Un campo eléctico de magnitud.60 9 N /. 54. Tes cagas iguales se colocan a la misma distancia de sepaación a lo lago de una línea. El potencial de enegía de los tes cagos es k a. e.

16 3k b. e. 3 k c. e. 5 k d. e. 9k e. e. 55. uando el campo eléctico es ceo en todos los puntos en cualuie egión del espacio:. el potencial debe se ceo en todos los puntos en esa egión. B. el potencial debe tene un valo constante en todos los puntos en esa egión.. el potencial no se puede enconta a menos ue conoce su valo en un mínimo de dos puntos en la egión. D. cagado oganismos no pueden esta pesentes en los límites de la egión. E. la egión podían encontase ente las placas de un condensado cagado. 56. N cagas iguales se colocan a lo lago de una línea a la misma distancia de cada una. Su enegía potencial se da po a. b. c. d. e. Nk e. N k e. N k e. N k e. k e (N ) (N )... (N ). 57. Un conducto cagado tiene la foma elíptica ue se muesta a continuación. l compaa el potencial en los puntos y B, nos encontamos con ue a. V V B. b. V V B. B

17 c. V V B. d. V V B. e. tenemos ue detemina en pime luga la distibución de caga en la supeficie antes de ue podamos calcula la difeencia de potencial ente dos puntos en la supeficie. 58. uando una cavidad está pesente dento de un conducto en euilibio. el potencial de la cavidad debe se ceo. B. el campo eléctico en la cavidad debe se ceo.. el campo eléctico en la cavidad debe tene un constante valo distinto a ceo. D. el campo eléctico en la cavidad debe disminui invesamente como el cuadado de la distancia de las paedes. E. no hay dos puntos en la supeficie de la cavidad puede se al mismo potencial. 59. La difeencia de potencial a tavés de un condensado de 3 f es de V. Sus placas están conectadas a las de un condensado sin caga. uando se alcanza el euilibio, la magnitud de la caga sobe las placas del condensado es a.. b. 8 c. 4. d F 6 F e La difeencia de potencial a tavés de un condensado de 3f es de V. Sus placas están conectadas a las de un condensado sin caga. uando se alcanza el euilibio, la difeencia de potencial ente las placas del condensado es. 3 V. B. 4 V.. 6 V. D. 9 V. 3 F 6 F E. V. O L Definición de apacitancia V 3FxV 36 V e 3F 6F 9F apacitancia euivalente en paalelo

18 3 V V e F e e 0 e e voltios Respuesta 6. La difeencia de potencial a tavés de un condensado de 3 F es V. Sus placas están conectadas a las de un condensado sin caga de 6 F. uando se alcanza el euilibio, la enegía almacenada en el condensado de 3 F, en J) es:.. B F 6 F D. 96. E. 6.

19 Respuestas Númeo Tipo Respuesta Númeo Tipo Respuesta. b 3. 3 c. b 3. 3 a 3. a c 4. b a 5. e 35. d 6. d 36. c 7. a 37. b 8. b 38. d 9. d 39. a 0. e 40. b. a 4. a. d 4. b 3. c 43. b 4. a 44. a 5. e 45. e 6. b 46. c 7. d 47. d 8. b 48. a 9. c 49. b 0. a 50. e. d 5. e. a 5. d 3. e 53. c 4. b d 5. d 55. b 6. 3 b e 7. 3 c 57. b 8. 3 a 58. b 9. 3 b a b b 6. 3 b