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Campo electrostático

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Ejercicios selectividad campo eléctrico

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  • 1. Relación de ejercicios. Campo eléctrico.1.- a) Campo y potencial electrostáticos de una carga puntual. b) Represente, en una misma gráfica, la dependencia con r del campo electrostático creado por una carga puntual positiva y del creado por una carga negativa. Haga una representación de los respectivos potenciales electrostáticos.2.- Una partícula de carga 6 . 10-6 C se encuentra en reposo en el punto (0,0). Se aplica un campo eléctricouniforme de 500 N C-1, dirigido en el sentido positivo del eje OY. a) Describa la trayectoria seguida por la partícula hasta el instante en que se encuentra en el punto A, situado a 2 m del origen. ¿Aumenta o disminuye la energía potencial de la partícula en dicho desplazamiento? ¿en qué se convierte dicha variación de energía? b) Calcule el trabajo realizado por el campo en el desplazamiento de la partícula y la diferencia de potencial entre el origen y el punto A.3.- Dos cargas, q1 = 2 . 10 –6 C y q2 = -4 . 10 –6 C están fijas en los puntos P1 (0,2) y P2(1,0), respectivamente. a) Dibuje el campo eléctrico producido por cada una de las cargas en el punto O(0,0) y en el punto P(1,2) y calcule el campo eléctrico total en el punto P. b) Calcule el trabajo necesario para desplazar una carga q = -3 . 10-6 C desde el punto O hasta el punto P y explique el significado del signo de dicho trabajo. (Las coordenadas de los puntos están expresadas en m). Dato: K = 9 . 109 N m2 C-24.- Dos cargas puntuales, q1 = 3 .10-6 C y q2 = 12 . 10 –6 C, están situadas, respectivamente, en los puntos A y B deuna recta horizontal, separadas 20 cm. a) Razone cómo varía el campo electrostático entre los puntos A y B y represente gráficamente dicha variación en función de la distancia al punto A. b) ¿Existe algún punto de la recta que contiene a las cargas en el que el campo sea cero? En caso afirmativo, calcule su posición.5.- Conteste razonadamente a las siguientes preguntas: a) ¿Puede ser nulo el campo eléctrico producido por dos cargas puntuales en un punto del segmento que las une? b) ¿Se puede determinar el campo eléctrico en un punto si conocemos el valor del potencial electrostático en ese punto?6.- a) Razone si la energía potencial electrostática de una carga q aumenta o disminuye, al pasar del punto A al B, siendo el potencial en A mayor que en B. b)El punto A está más alejado que el punto B de la carga Q que crea el campo. Razone si la carga Q es positiva o negativa.7.- Dos partículas con cargas positivas e iguales de 4 . 10-6C ocupan dos vértices consecutivos de un cuadrado de 1m de lado. a) Calcule el potencial electrostático creado por ambas cargas en el centro del cuadrado. ¿Se modificaría el resultado si las cargas fuesen de signos opuestos? b) Calcule el trabajo necesario para trasladar una carga de 5 . 10 –7 C desde uno de los dos vértices restantes hasta el centro del cuadrado. ¿ Depende este resultado de la trayectoria seguida por la carga?8.-En una región del espacio el potencial electrostático aumenta en el sentido positivo del eje Z y no cambia en lasdirecciones de los otros dos ejes. a) Dibuje en un esquema las líneas del campo electrostático y las superficies equipotenciales. b) ¿En qué dirección y sentido se moverá un electrón, inicialmente en reposo?9.-En las proximidades de la superficie terrestre se aplica un campo eléctrico uniforme. Se observa que al soltaruna partícula de 2 g cargada con 5 . 10 –5 C permanece en reposo. a) Determine razonadamente las características del campo eléctrico ( módulo, dirección y sentido) b) Explique qué ocurriría si la carga fuera: i) 10 . 10-5 C ; ii) – 5 . 10-5 C.Dpto. de Física y Química.
  • 2. 10.-Dos cargas puntuales, q1 = 2 .10-6 C y q2 = 8 . 10 –6 C, están situadas en los puntos (-1,0) m y (2,0) m,respectivamente. a) Determine en qué punto del segmento que une las dos cargas es nulo el campo y/o el potencial electrostáticos. ¿Y si fuera q1 = - 2 . 10-6 C? b) Explique, sin necesidad de hacer cálculos, si aumenta o disminuye la energía electrostática cuando se traslada otra carga, Q, desde el punto (0,20)m hasta el punto (0,10)m.11.- a) Explique las analogías y diferencias entre el campo electrostático creado por una carga puntual y el campo gravitatorio creado por una masa puntual, en relación con su origen, intensidad relativa, y carácter atractivo/repulsivo. b)¿Pueden anularse el campo gravitatorio y/o el campo electrostático en un punto del segmento que une a dos partículas cargadas? Razone la respuesta. c) ¿Por qué no suelen tenerse en cuenta la interacción gravitatoria en el estudio de los fenómenos eléctricos?12.- Una carga puntual negativa crea un campo electrostático en una región del espacio. Consideremos dos puntosA y B en dicha región, siendo B el más alejado de la carga. ¿Es el potencial en B mayor, menor o igual que en A?Razone la respuesta.13.- En una región existe un campo eléctrico uniforme, vertical y hacia arriba, cuya intensidad esE = 10 3 N/C. Calcule: a) La energía cinética que adquirirá un electrón en ese campo, al recorrer 5 cm partiendo del reposo. b) La variación de energía potencial del electrón en dicho desplazamiento. (Se desprecia la interacción gravitatoria).14.- Entre las placas de un condensador plano, situado en el vacío, existe un campo eléctrico de 105 N/C. Ladistancia entre las placas del condensador es de 1 cm, y despreciamos la interacción gravitatoria. a) Dibuje el condensador, indicando la dirección y sentido de las líneas de campo y calcule la diferencia de potencial entre las placas. ¿Cuál de las placas está a más potencial? b) Si se lanza, paralelamente a las placas y en su punto medio, un electrón con un velocidad de 10 6 m/s, la trayectoria de éste se curvará, ¿cuánto tiempo tardará el electrón en golpear la placa positiva?15.- Un electrón se acelera en dirección horizontal, desde el reposo, mediante una diferencia de potencial de 100V. A continuación, penetra en una región en la que existe un campo eléctrico uniforme vertical de 200 N/C. a) Dibuje la trayectoria seguida por el electrón y calcule la velocidad con la que entra en la región del campo. b) Calcule el vector velocidad del electrón cuando ha recorrido una distancia horizontal de 0’4 m en el campo.16.- Dos cargas puntuales iguales, de –1’2 · 10-6 C cada una, están situadas en los puntos A (0,8) m y B (6,0) m. Unatercera carga, de –1’5 · 10-6 C, se sitúa en el punto P (3,4) m. a) Represente en un esquema las fuerzas que se ejercen entre las cargas y calcule la resultante sobre la tercera carga. b) Calcule la energía potencial de dicha carga.17.- Una carga q1 = -5 µC se encuentra en el punto (0,0) y otra carga q2 = 20 µC está situada en el punto (10,0) m. a) Determine el campo y el potencial eléctricos en el punto (5,0) m. b) Se coloca una carga Q = 2 µC en el punto (0,10) m. Calcule la fuerza que actúa sobre dicha carga.Dpto. de Física y Química.