TEMA 2. CAMPO ELECTROSTÁTICO CUESTIONES TEÓRICAS RELACIONADAS CON ESTE TEMA. Ejercicio nº1 Indica qué diferencias respecto al medio tienen las constantes K, de la ley de Coulomb, y G, de la ley de gravitación de Newton. Ejercicio nº2 Enumera las analogías entre las leyes de Coulomb y de Newton. Ejercicio nº3 Indica las unidades en el Sistema Internacional de la constante K de la ley de Coulomb. Ejercicio nº4 Define la permitividad del medio. Ejercicio nº5 Indica qué diferencias presentan las fuerzas descritas por las leyes de Coulomb y de Newton por el hecho de que haya dos tipos de carga eléctrica y un solo tipo de masa. Ejercicio nº6 Indica sobre qué magnitudes físicas actúan las fuerzas descritas por las leyes de Coulomb y de Newton. Ejercicio nº7 Justifica si la ley de Coulomb es válida para cualquier carga y si la ley de gravitación de Newton es válida para cualquier masa. Ejercicio nº8 Qué implica que la constante G de la ley de Newton sea mucho menor que la constante K de la ley de Coulomb? Ejercicio nº9 Calcula la fuerza que actúa sobre una carga eléctrica puntual de 0,4 µc al situarla en un punto en el que la vector del campo eléctrico es 2000 N /C. Ejercicio nº10 Razona si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: a) Las cargas eléctricas no interaccionan directamente entre sí. b) En un punto de una región del espacio existe un campo eléctrico si sobre cualquier carga eléctrica situada en él actúa una fuerza. c) Si en una región del espacio no hay ninguna carga eléctrica, no existe ningún campo eléctrico en ella. Emmanuel Sánchez Moreno 1 de 5
Ejercicio nº11 Determina el vector intensidad de campo eléctrico sabiendo que sobre una carga eléctrica puntual de 2 µc actúa una fuerza de 0,01 N vertical hacia arriba al situarla en este campo. Ejercicio nº12 Dos campos eléctricos de la misma intensidad, que tienen direcciones perpendiculares, se superponen en un punto. Calcula la intensidad del campo eléctrico resultante. Ejercicio nº13 Indica la unidades en el Sistema Internacional de las siguientes magnitudes: a) Carga eléctrica. b) Constante dieléctrica. c) Intensidad del campo eléctrico. Ejercicio nº14 Dos campos eléctricos de la misma intensidad y de la misma dirección, pero de sentidos opuestos, se superponen en un punto. Calcula la intensidad del campo eléctrico resultante. Ejercicio nº15 Indica cómo se puede comprobar experimentalmente si en un punto del espacio existe un campo eléctrico. Ejercicio nº16 Enuncia el principio de superposición de los campos eléctricos. Ejercicio nº17 El trabajo realizado por las fuerzas del campo para desplazar una carga de + 3 µc desde el punto A hasta el punto B de un campo eléctrico es + 0,2 J. Indica el trabajo que debe realizar una agente externo para desplazar esa misma carga desde B hasta A venciendo la fuerzas del campo. Ejercicio nº18 Indica qué es un electronvoltio (ev) y cuál es su equivalencia en unidades del Sistema Internacional. Ejercicio nº19 Define la energía potencial de una carga situada en un punto de un campo eléctrico. Ejercicio nº20 Describe hacia dónde se mueve espontáneamente una carga eléctrica negativa en un campo electrostático. Emmanuel Sánchez Moreno 2 de 5
Ejercicio nº21 Razona si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: a) El vector intensidad del campo eléctrico tiene la dirección en la que la variación del potencial electrostático es mínima por unidad de longitud. b) En un campo eléctrico uniforme las líneas de fuerza son paralelas a las superficies equipotenciales. c) Si una carga de 2 µc tiene una energía potencial de 0,006J en un punto de un campo eléctrico, el potencial electrostático de este punto es 3000 V. Ejercicio nº22 Justifica cómo depende el potencial electrostático de un punto, del valor de la carga situada en él. Ejercicio nº23 Define el potencial electrostático de un punto del campo eléctrico. Ejercicio nº24 Por qué se dice que el campo eléctrico es un campo conservativo? Ejercicio nº25 Indica cuál es la dirección y el sentido del vector intensidad del campo eléctrico en relación con la variación de potencial. Ejercicio nº26 Justifica la forma geométrica que tienen las superficies equipotenciales en un campo eléctrico radial generado por una carga positiva puntual. Ejercicio nº27 Justifica que V/m se pueda utilizar como unidad de intensidad de campo eléctrico en el Sistema Internacional. Ejercicio nº28 Mediante qué magnitud se puede describir desde una perspectiva escalar el campo eléctrico? Ejercicio nº29 Mediante qué magnitud se puede describir desde una perspectiva vectorial el campo eléctrico? Ejercicio nº30 Justifica que la variación de potencial es máxima cuando el desplazamiento de una carga es paralelo al campo eléctrico. Emmanuel Sánchez Moreno 3 de 5
Ejercicio nº31 Justifica la forma geométrica que tienen las superficies equipotenciales en un campo eléctrico uniforme. Ejercicio nº32 Calcula la diferencia de potencial entre dos superficies equipotenciales de un campo eléctrico uniforme de 3000 N/C sabiendo que distan 20 centímetros entre sí. Ejercicio nº33 Qué tipo de movimiento tiene una partícula cargada que penetra en un campo eléctrico uniforme con una velocidad paralela a las líneas de fuerza del campo? Por qué? Ejercicio nº34 Justifica la trayectoria que sigue una partícula cargada que penetra en un campo eléctrico uniforme con una velocidad perpendicular a la dirección del campo. Ejercicio nº35 Cita alguna aplicación del movimiento de partículas cargadas bajo campos eléctricos uniformes. Ejercicio nº36 Una partícula cargada penetra en un campo eléctrico uniforme con una velocidad perpendicular a la dirección del campo. Deduce la expresión de su desplazamiento en la dirección del campo durante un determinado intervalo. Ejercicio nº37 Una partícula cargada penetra en un campo eléctrico uniforme con una velocidad perpendicular a la dirección del campo. Deduce la expresión de su desplazamiento en la dirección perpendicular al campo durante un determinado intervalo de tiempo. Ejercicio nº38 Qué tipo de movimiento tiene una partícula cargada que penetra en un campo eléctrico uniforme con una velocidad perpendicular a las líneas de fuerza del campo? Por qué? Ejercicio nº39 Una partícula cargada negativamente penetra en un campo eléctrico uniforme con una velocidad paralela a la dirección del campo. Calcula el tiempo que tarda en reducir su velocidad a cero y cambiar el sentido de su movimiento. Ejercicio nº40 Deduce el valor de la aceleración que experimenta una partícula de carga q y de masa m al actuar sobre ella un campo eléctrico. Emmanuel Sánchez Moreno 4 de 5
Ejercicio nº41 Justifica cuál es el valor de la carga eléctrica en el interior de un conductor en equilibrio. Ejercicio nº42 Justifica para qué ángulo es máximo el flujo eléctrico a través de una superficie plana situada en un campo eléctrico uniforme. Ejercicio nº43 Determina cuál es el flujo eléctrico a través de una superficie cerrada si la suma algebraica de las cargas contendidas en su interior es cero. Ejercicio nº44 Enuncia el teorema de Gauss. Ejercicio nº45 Justifica para qué ángulo es nulo el flujo eléctrico a través de una superficie plana situada en un campo eléctrico uniforme. Ejercicio nº46 Describe la variación de la intensidad del campo eléctrico generado por una placa conductora indefinida en función de la distancia del punto considerado a la placa. Ejercicio nº47 Calcula cuál es el valor del campo eléctrico generado por una esfera de radio R con una carga q en un punto situado a una distancia de su centro igual a 2 veces el valor de R. Ejercicio nº48 Indica cuáles son las unidades en el Sistema Internacional de las siguientes magnitudes: a) Flujo eléctrico. b) Densidad lineal de carga eléctrica. c) Densidad superficial de carga eléctrica. Emmanuel Sánchez Moreno 5 de 5