E V I Repaso 09

Repaso de Campo Eléctrico, Potencial eléctrico y Corriente eléctrica

A)Campo eléctrico 1) ¿Cómo se define la dirección de un campo eléctrico? 2) Dibujar en cada caso, las líneas de campo eléctrico Caso A

Caso B

-

+

Caso D

Caso C

-

+

+

+

3) ¿Cómo se relaciona la proximidad de las líneas con la intensidad? 4) Se sabe que en un punto del espacio el campo eléctrico es de 300N/C como se muestra en la figura a) Calcular y esquematizar la fuerza sobre una carga de +8C colocada en dicho punto b) Calcular y esquematizar la fuerza sobre una carga de -8C colocada en dicho punto Pregunta a)

E=200N/C

Pregunta b)

E=200N/C

12) Se sabe que en el punto A el campo eléctrico apunta hacia arriba (como se muestra en la figura) y su valor es de 60 N/C .En dicho punto se coloca un cuerpo de 3kg de masa con una carga de –2C . Se pide: E=30N/C a) Esquematizar las fuerzas que actúan sobre el cuerpo ( el peso y la A fuerza eléctrica) b) Indicar para dónde se moverá y con que aceleración lo hará c) Si en A se coloca una carga de +5C ¿Cuánto valdrá el campo en dicho punto? 13) Una carga de +4 µ C situada en un punto P, dentro de un campo eléctrico, experimenta una fuerza 5× 10-4 N. Se sabe que la carga generadora del campo es negativa y esta ubicada a una distancia de 3m del punto P. a) ¿Cuál es la intensidad del campo en el punto P? F Esquematizarlo + b) ¿Cuál será el valor de la carga generadora? Esquematizarla. Carga ubicada en Q c) Si se saca la carga del ubicada en P ¿desaparecerá el campo? el punto “P” d) Si en P cambio la carga por otra de 6× 10-5C ¿Cuánto valdrá el campo en dicho punto? Repaso

1

14) Entre la placa positiva y negativa se genera un campo eléctrico uniforme de 3× 104 N/C a) Equematizar las líneas de campo eléctrico indicando la direccion del campo b) Si se coloca un electrón (carga eléctrica negativa), Indicar la fuerza que actuara sobre éste c) ¿Para qué lado se moverá y con que aceleración? d) ¿Qué tipo de movimiento describirá el electrón?

+ + + + + + + + + +

-

q

15) Un haz de partículas constituidos por protones, neutrones y electrones, penetra en un campo uniforme formado por dos placas electrizadas. Se observa que el haz se divide en tres como se indica en la figura. a) ¿Cuál de las partículas citadas constituye el haz A, el B y el C? b) ¿Por qué la curvatura del A es más acentuada que el C?

+ 16) Un electrón circula por un tubo con una velocidad constante cuando ingresa a + + un sector (sombreado) con un campo eléctrico, definido como se muestra en la + + figura a través de sus líneas. + Qué le ocurrirá al electrón al ingresar a la zona sombreada? Se acelera? Se + + desacelera? Se frena? Retrocede? La velocidad aumenta disminuye o + permanece constante? La aceleración aumenta disminuye o permanece + constante? Se mueve con MRU, MRUV o aceleración variable?

A

B

C

-

Sector con campo eléctrico “E” electrón

Dirección de desplazamiento con velocidad constante

B)Potencial Eléctrico 1) Dos esferas de 10 cm de radio y una carga de 10-10 C del mismo signo (muy alejadas entre sí) se ponen en contacto a través de un cable conductor. Calcular el potencial eléctrico en cada una de ellas e indicar si hay movimiento de cargas entre las esferas. 2) Se tienen dos esferas, separadas, de 10 cm de radio cada una, a la primera se le entrega una carga eléctrica de 1x10-8C mientras que a la segunda una de 1x10-7C . a) Calcular el potencial eléctrico para cada una. Indicar si hay movimiento de cargas al ponerlas en contacto a través de un cable conductor b) Una vez que alcancen el equilibrio electrostático al estar en contacto, qué cantidad de carga tendrá y cual será el potencial eléctrico de cada una de ellas? 3) Una esfera de 1 cm de radio y 10-10 C de carga se pone en contacto a través de un cable con otra esfera muy alejada que tiene 10 cm de diámetro y 10-10 C de carga. Calcular el potencial eléctrico de cada una de las esferas antes de ponerlas en contacto. Explicar lo que sucede indicando si hay movimiento de cargas de alguna de las esferas hacia la otra. 4) Contestar Verdadero o Falso Dos esferas metálicas de distinto radio están electrizadas positivamente. Al alcanzar el equilibrio electrostático, luego de ponerlas en contacto con un cable conductor, se comprueba que: a) V1>V2 y Q1>Q2 b) V1>V2 y Q1=Q2 c) V1=V2 y Q1>Q2 Repaso

+ + + + + + + + + + + +

+ ++ + + + +

Esfera 1

Esfera 2

++ + + +

2

d) V1=V2 y Q1=Q2 e) V1
Contestar Verdadero o Falso a) Si 2 cuerpos están cargados con la misma cantidad de cargas, al ponerlos en contacto, circulará una corriente hasta que las cantidades de cargas se igualen b) Si 2 cuerpos están cargados con distinta cantidades de cargas, al ponerlos en contacto, circulará una corriente hasta que las cantidades de cargas se igualen c) Si la tensión de 2 cuerpos es distinta al ponerlos en contacto circulará una corriente hasta que las tensiones se igualen d) Si a un cuerpo cargado se le quitan algunas cargas su tensión disminuye. 5) En clases utilizamos una analogía hidráulica para explicar que ocurre con los cuerpos cargados eléctricamente. En esta comparación como se vinculan: Hidráulica Cantidad de agua Nivel de agua en los recipientes Flujo o caudal de agua que circula

Eléctrica Corriente eléctrica Cantidad de cargas Potencial eléctrico

C)Corriente eléctrica 1) En un departamento se utilizan los siguientes artefactos (conectados a 220V) indicados en la tabla con sus correspondientes potencias y las horas diarias que están encendidos normalmente. Artefacto

Potencia (W) (por unidad) 500 75 1500

1 Secador 10 lamparitas 2 acondicionadores de aire

tiempo (h) (por unidad) 2 6 7

a) Calcular el consumo bimestral b) Si se utilizan todos los artefactos simultáneamente ¿qué corriente circulará por el tablero principal? c) Si se utilizan todos los artefactos simultáneamente durante 4 horas, ¿qué corriente circulará por el tablero principal?

2) Se compró un TV que funciona con 110 V y para conectarlo a la red (220V) se coloca un transformador como indica el esquema calcular:

220 V 1.2 A

Pérdida de potencia del 15% TV

B tomacorriente

110 V

a) ¿Qué corriente pasa por el cable B? b) Qué potencia consume el transformador de la red (tomacorrientes de la casa), cuánto desperdicia y cuánto aprovecha? c) Si se lo deja funcionando durante 200 horas, ¿Cuánta energía (en Joules) consumió, cuánta aprovechó y cuánta desperdició? d) Cuánto me costará prender el TV durante las 200 horas si cada kwh cuesta 0.057$?

3) Se utiliza el siguiente dispositivo eléctrico, formado por una pila de 12 V y una Resistencia de 50 Ω para hervir 300 g de agua que se encuentran inicialmente a una temperatura de 30ºC. Calcular: a) ¿Cuánto tiempo tardará en hervir el agua? b) ¿Cuánta energía consumió la pila? c) Cuánto debería valer la resistencia para que el dispositivo hierva el 4 minutos? Cuánta enregía se gastaría en ese caso?

agua en

50Ω Repaso

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