Preguntas de test de electrostática en el vacío (GIE)

De Laplace

Revisión a fecha de 15:53 28 mar 2014; Antonio (Discusión | contribuciones)

(dif) ← Revisión anterior | Revisión actual (dif) | Revisión siguiente → (dif)

A Se tienen cuatro cargas en los vértices consecutivos de un cuadrado

ABCD de lado $a=10\,\mathrm{cm}$ , siendo sus valores $q_A = 1\,\mathrm{nC}$ , $q_B=2\,\mathrm{nC}$ , $q_C=3\,\mathrm{nC}$ , $q_D=4\,\mathrm{nC}$ . ¿Cuánto vale el flujo del campo eléctrico multiplicado por $\varepsilon_0$ a través de una esfera centrada en la primera carga y de radio 12\,cm?

A 6\,nC :*A 1\,nC :*A 10\,nC :*A 7\,nC

6 =

Se tienen cuatro cargas en los vértices de un cuadrado cuya diagonal mide 20\,cm, según ilustra la figura. Los valores de todas las cargas son +10\,nC o $-$ 10\,nC y $1/4\pi\varepsilon_0 \simeq 9\times 10^9 \mathrm{N}\cdot\mathrm{m}^2/\mathrm{C}^2$

A ¿Cuánto vale aproximadamente la fuerza sobre una carga de 10\,nC

situada en el centro del cuadrado?

A $18(-\vec{\imath}-\vec{\jmath})(\mu\mathrm{N})$ :*A

$180(\vec{\imath}+\vec{\jmath})(\mu\mathrm{N})$ :*A Es nula

A $18(\vec{\imath}+\vec{\jmath})(\mu\mathrm{N})$

\end{minipage} \begin{minipage}[t]{0.5\textwidth}

\begin{center} \includegraphics{4cargas-cuadrado.eps} \end{center} \end{minipage}

A ¿Cuánto vale aproximadamente el trabajo para llevar la carga central

hasta el infinito?

A No hay información suficiente para hallarlo. :*A

$-$ 36\, $μ$ J. :*A +36\, $μ$ J.

A Es nulo.

A Suponiendo que no está la carga central, ¿cuánto vale la energía

electrostática almacenada en el sistema?

A Es nula. :*A $-$ 9\, $μ$ J. :*A

+9\, $μ$ J. :*A No hay información suficiente para hallarla.

\newpage

6 =

Se tiene únicamente una distribución uniforme de una carga $Q < 0$ sobre una superficie esférica de radio $a$ . Para los tres puntos de la figura,

A ¿En cuál es mayor en módulo el campo eléctrico?

A En M. :*A En O. :*A No hay información suficiente para

saberlo. :*A En P.

\end{minipage} \begin{minipage}[t]{0.5\textwidth}

\begin{center} \includegraphics{esfera-tres-puntos.eps} \end{center} \end{minipage}

A ¿Cómo se ordena el potencial de los tres puntos?

A $V O > V M < V P$ . :*A $V O = V M > V P$ .
A $V O < V M > V P$ .
A $V O = V M < V P$ .

A Dos cargas puntuales positivas $q 1$ y $q 2$ se

encuentran a una distancia $a$ . Si la distancia entre ellas se reduce a la mitad, ¿cómo cambia la energía electrostática del sistema?

A Aumenta al cuádruple :*A Se reduce a la mitad. :*A

Aumenta al doble. :*A No cambia.

A En los dos extremos de una barra rígida se encuentran cargas de la

misma magnitud y signo opuesto. La barra se encuentra inicialmente en reposo y sumergida en un campo eléctrico uniforme, formando un cierto ángulo con el campo. ¿Qué efecto produce el campo sobre la barra?

A Ninguno. Las fuerzas se cancelan y la barra permanece en reposo.
A Produce un par de fuerzas que tiende a alinear la barra con el campo.
A Produce un par de fuerzas que tiende a colocar la barra perpendicular

al campo. :*A Produce una fuerza neta que tiende a desplazar la barra.

% 8

\newpage

Se tiene una distribución de carga formada por una esfera de radio $b$ cargada uniformemente con una densidad volumétrica de carga $ρ 0$ , Esta esfera está forrada por una superficie esférica (también de radio $b$ ) con densidad de carga superficial $σ 0$ , de tal forma que la carga total del sistema es nula.

A ¿Cuánto vale $σ 0$ ?

A $- ρ 0 b$ :*A $- ρ 0$ :*A

$- 4π b 2 ρ 0$ :*A $- ρ 0 b / 3$

A Para esta distribución de carga, ¿cuánto vale el campo eléctrico que

produce?

A Es nulo en el interior de la esfera y vale

$Q\vec{u}_r/(4\pi\varepsilon_0 r^2)$ en el exterior con $Q = (4π b 3 / 3)ρ 0$ . :*A Es nulo en el interior de la esfera y vale $Q\vec{u}_r/(4\pi\varepsilon_0 r^2)$ en el exterior con $Q = (4π b 2)σ 0$ . :*A Es nulo en todos los puntos del espacio. :*A Es nulo en el exterior de la esfera y vale $\rho_0 r/(3\varepsilon_0)\vec{u}_r$ en el interior.

A Para este sistema, ¿cuánto vale el potencial eléctrico en el centro

de la esfera?

A $\rho_0 b^2/(6\varepsilon_0)$ , :*A Es nulo.
A Tiende a infinito. :*A $-\sigma_0 b/\varepsilon_0$ .

Una carga puntual de valor $1.2\,\mathrm{nC}$ se encuentra situada en el punto $30\,\vec{\imath}\,\mathrm{cm}$ y una de valor $-1.6\,\mathrm{nC}$ en $40\,\vec{\jmath}\,\mathrm{cm}$ . Dato: $1/(4\pi\varepsilon_0) \simeq 9\times 10^9\,\mathrm{N}\cdot\mathrm{m}^2/\mathrm{C}^2$

A ¿Cuánto vale, en módulo, el campo en $\vec{r}=\vec{0}$ ?

A 30\,V/m :*A 150\,V/m :*A 210\,V/m :*A

$-$ 30\,V/m

A ¿Y el potencial eléctrico en el mismo punto

$\vec{r}=\vec{0}$ ?

A $(-36\vec{\imath}+36\,\vec{\jmath})\mathrm{V}$ :*A

72\,V. :*A 210\,V. :*A 0\,V.

%

A Un franklin es una unidad de carga eléctrica definida como aquella

tal que dos cargas de 1 franklin situadas a 1\,cm se ejercen una fuerza de 1\,dina ( $= 10 - 5 N$ ). ¿A cuantos culombios equivale un franklin?

A $1.11\times 10^{-19}\,\mathrm{C}$ :*A

$3.3\,\mathrm{nC}$ :*A $0.33\,\mathrm{nC}$

A $1.11\times 10^{-17}\,\mathrm{C}$

A Dada una cierta distribución de potencial eléctrico, el campo

eléctrico apunta en el sentido\ldots

A en que decrece el potencial. :*A tangente a las superficies

equipotenciales. :*A en que crece o decrece el potencial, dependiendo de donde estén las cargas eléctricas. :*A en que crece el potencial.

A Se tienen dos superficies esféricas concéntricas de radios

$a$ y $2 a$ , centradas en el origen de coordenadas. La interior está cargada con una densidad superficial uniforme $+ σ 0$ y la exterior con una $- σ 0$ . El campo eléctrico en un punto a $\vec{r}=4a\vec{\imath}$ vale

A $\sigma_0/(4\varepsilon_0)\vec{k}$ :*A

$-3\sigma_0/(16\varepsilon_0)\vec{\imath}$ :*A $\vec{0}$ :*A $\sigma_0/(4\varepsilon_0)\vec{\imath}$

A Para este sistema el potencial en el origen de coordenadas vale\ldots

A $\infty$ :*A 0 :*A

$+a\sigma_0/\varepsilon_0$ :*A $-a\sigma_0/\varepsilon_0$

A Una carga puntual se mueve en el seno de un campo eléctrico

$\vec{E}=1000\,\vec{\imath}\,(\mathrm{V}/\mathrm{m})$ y de un campo magnético $\vec{B}=10\,\vec{k}\,(\mathrm{mT})$ . ¿Con qué velocidad debe moverse la carga para que la fuerza electromagnética sobre ella sea nula?