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Campo electromagnético, ejercicios, Ejercicios de Educación física

Educación física

Ejercicios resueltos de campos,física

Tipo: Ejercicios

2021/2022

Subido el 26/01/2023

alicia40
alicia40 🇪🇸

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Ejercicios y cuestiones PAU/EBAU de electrostática
Extraordinaria julio 2021
1) Dos cargas eléctricas puntuales de 4 C y -2 C se encuentran situadas en los puntos
(1,0) y (0,2), respectivamente, donde las coordenadas x e y de dichos puntos vienen
dadas en metros.
Calcule:
a) El potencial eléctrico en el punto (2,1).
b) El vector intensidad de campo electroestático en el punto (0,0).
c) El trabajo necesario para llevar una carga de -1C desde el punto (0,0) al (2,1).
Explique el significado del signo del trabajo.
Dato: K=9·109 Nm2 C-2 .
2) Enuncie la ley de fuerzas de Coulomb e indique, en el Sistema Internacional, las
unidades de todas las magnitudes que intervienen.
Junio 2021
3) Calcule la fuerza con la que se atraen un protón y un electrón separados entre sí una
distancia de 2·10-6 m ¿Cuál es la energía potencial electrostática de este sistema de
dos cargas?
Datos: K= 9·109 N·m2 ·C–2 ; qe = –1.602·10–19 C; qp = 1.602·10–19 C.
4) Una carga puntual de 10-6 C está situada en el punto A (0,2) de un sistema cartesiano.
Otra carga puntual de 10-6 C está situada en el punto B (0,-2). Las coordenadas están
expresadas en metros.
Calcule:
a) El potencial electrostático en el punto C (2,0).
b) El vector intensidad de campo eléctrico en el punto C (2,0).
c) El trabajo realizado por el campo para llevar una carga puntual de 1C desde el
punto C (2,0) al punto D (0,0).
Dato: K=9·109 N m2 C-2 .
Extraordinaria julio 2020
5) Una partícula de carga negativa entra entre las placas de un condensador plano-
paralelo. Seleccione el signo de la carga de cada placa conductora
del condensador, represente el campo eléctrico y el gravitatorio
terrestre y realice el diagrama defuerzas sobre la partícula. Por
último, describa cualitativamente su movimiento cuando el módulo
de la fuerza eléctrica es mayor que el de la gravitatoria.
6) Considere dos cargas colocadas sobre dos vértices de un
cuadrado de lado 2 m (ver figura). Calcule:
a) El vector intensidad de campo eléctrico en el punto P.
b) El vector fuerza electrostática que ejerce la carga de -2 μC
sobre la carga de +2 μC, así como la energía potencial
electrostática de estas dos cargas.
c) El trabajo realizado por el campo eléctrico para llevar una
carga de 1 μC desde el infinito hasta el punto P.
Dato: K = 9·109 N m2 C-2
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Ejercicios y cuestiones PAU/EBAU de electrostática

Extraordinaria julio 2021

  1. Dos cargas eléctricas puntuales de 4 C y -2 C se encuentran situadas en los puntos  (1,0) y (0,2), respectivamente, donde las coordenadas x e y de dichos puntos vienen dadas en metros. Calcule: a) El potencial eléctrico en el punto (2,1). b) El vector intensidad de campo electroestático en el punto (0,0). c) El trabajo necesario para llevar una carga de -1C desde el punto (0,0) al (2,1). Explique el significado del signo del trabajo. Dato: K=9·10^9 Nm^2 C-^.
  2. Enuncie la ley de fuerzas de Coulomb e indique, en el Sistema Internacional, las unidades de todas las magnitudes que intervienen. Junio 2021
  3. Calcule la fuerza con la que se atraen un protón y un electrón separados entre sí una distancia de 2·10-6^ m ¿Cuál es la energía potencial electrostática de este sistema de dos cargas? Datos: K= 9·10^9 N·m^2 ·C–2^ ; qe = –1.602·10–19^ C; qp = 1.602·10–19^ C.
  4. Una carga puntual de 10-6^ C está situada en el punto A (0,2) de un sistema cartesiano. Otra carga puntual de 10-6^ C está situada en el punto B (0,-2). Las coordenadas están expresadas en metros. Calcule: a) El potencial electrostático en el punto C (2,0). b) El vector intensidad de campo eléctrico en el punto C (2,0). c) El trabajo realizado por el campo para llevar una carga puntual de 1C desde el punto C (2,0) al punto D (0,0). Dato: K=9·10^9 N m^2 C-^. Extraordinaria julio 2020
  5. Una partícula de carga negativa entra entre las placas de un condensador plano- paralelo. Seleccione el signo de la carga de cada placa conductora del condensador, represente el campo eléctrico y el gravitatorio terrestre y realice el diagrama defuerzas sobre la partícula. Por último, describa cualitativamente su movimiento cuando el módulo de la fuerza eléctrica es mayor que el de la gravitatoria.
  6. Considere dos cargas colocadas sobre dos vértices de un cuadrado de lado 2 m (ver figura). Calcule: a) El vector intensidad de campo eléctrico en el punto P. b) El vector fuerza electrostática que ejerce la carga de -2 μC sobre la carga de +2 μC, así como la energía potencial electrostática de estas dos cargas. c) El trabajo realizado por el campo eléctrico para llevar una carga de 1 μC desde el infinito hasta el punto P. Dato: K = 9·10^9 N m^2 C-

Junio 2020

  1. Dos partículas con cargas de +1 μC y de –1 μC están situadas en los puntos del plano XY de coordenadas (–1, 0) y (1, 0), respectivamente. Sabiendo que las coordenadas están expresadas en metros, calcule: a) El vector campo eléctrico en el punto (0, 3). b) El potencial eléctrico en los puntos (1,1) y (3, 3). c) El trabajo realizado por el campo para llevar una carga de +1 C desde el punto (1,1) al (3,3). Dato: K = 9·10^9 N m^2 C-
  2. Explique qué son las líneas de campo eléctrico y las superficies equipotenciales. Dibuje esquemáticamente las líneas de campo y las superficies equipotenciales correspondientes a una carga puntual positiva. Extraordinaria julio 2019
  3. Considere un protón y un electrón separados entre sí una distancia de 2·10 –6 m. Calcule el módulo de la fuerza entre ambas partículas y la energía potencial electrostática de este sistema de cargas. Datos: K= 9·10^9 N·m^2 ·C–2^ ; qe = –1,602·10–19^ C; qp = 1,602·10–19^ C
  4. En los puntos A (3,0) y B (-3,0) de un sistema de coordenadas cartesianas OXY, se fijan respectivamente las cargas Q A = - 8μC y Q B = + 5μC. Las coordenadas están expresadas en metros. Calcule: a) El vector intensidad de campo eléctrico de la distribución de cargas, en el punto (0,4). b) El vector fuerza electrostática que ejerce la carga QA sobre la carga QB. c) El trabajo realizado por el campo eléctrico de la distribución de cargas, para traer una carga puntual Q= 2μC, desde el punto (0,4) hasta el origen O (0,0). Datos: K = 9·10^9 N·m^2 ·C–^. Junio 2019
  5. Tres cargas eléctricas puntuales se encuentran en los vértices A, B y C de un triángulo, como se indica en la figura. Las cargas en A y B son de 1nC, mientras que la carga en C es de -1nC. Determine: a) La fuerza electrostática que ejerce la carga que está en A sobre la carga que está en C. b) El campo electroestático creado por las tres cargas en el punto P (punto medio del segmento AC). c) La energía necesaria para desplazar hasta el punto P la carga que está en C, en presencia de las otras dos cargas. Datos: K =9·10^9 Nm^2 /C^2
  6. Entre dos placas cargadas plano-paralelas dispuestas verticalmente existe un campo eléctrico uniforme E en la dirección horizontal, además del campo gravitatorio g. Se coloca una partícula de masa m y carga q entre las placas y se deja en reposo. Realice el diagrama de fuerzas que actúa sobre la partícula y describa el movimiento, y para esto, considere que la partícula pueda tener carga positiva o negativa, y que el campo eléctrico puede estar orientado hacia la derecha o hacia la izquierda.

Junio 2016

  1. Una carga puntual positiva de 1x10-6^ C está situada en el punto A (0,2) de un sistema cartesiano de coordenadas. Otra carga puntual negativa de -1x10-6^ C está situada en el punto B (0,-2). Las coordenadas están expresadas en metros. Calcule: a) El vector intensidad de campo electrostático de la distribución en el punto C (2,0). b) El valor del potencial electrostático en el punto D (1,1). c) El trabajo realizado por el campo eléctrico de la distribución, para traer una carga puntual de 1 C desde el infinito hasta el punto D (1,1). Datos: K=9x10^9 N·m^2 ·C–
  2. Calcule la fuerza con la que se atraen un protón y un electrón separados entre sí una distancia de 10–10^ m ¿Cuál es la energía potencial electrostática de este sistema de cargas? Datos: K=9x10^9 N·m^2 ·C–2^ ; qe = –1.60x10–19^ C; qp =1.60x10–19^ C Extraordinaria julio 2015
  3. ¿Qué dirección debe tener el campo eléctrico en los puntos de una superficie donde el potencial eléctrico es constante? Justifique qué signo debe tener una carga eléctrica, que partiendo del reposo, recorre una línea de campo en sentido opuesto al campo. Junio 2015
  4. Una carga de 2·10-4^ C está situada en el origen de coordenadas y otra de –15·10-4^ C está situada en el eje Y a 4 m del origen. Calcule: a) El vector campo electrostático en el punto (3,0). b) El potencial electrostático en el punto (3,0) y en el punto (3,4). c) El trabajo realizado para llevar una carga de 2 C desde el punto (3,0) al punto (3,4). Datos: K = 9·10^9 N·m^2 /C^2 Solución Junio 2014
  5. Dada la distribución de cargas que se muestra en la figura adjunta, calcule: a) El vector intensidad de campo eléctrico en elpunto A. b) El potencial eléctrico en el punto A y en el infinito. c) El trabajo realizado por el campo para llevar una carga de + 3 μC desde el punto A hasta el infinito. Comente el significado del signo del trabajo. Datos: K=9×10^9 N·m^2 ·C-2^ ; μC=10-6^ C Solución
  6. Una esfera cargada, de 10 g de masa, se encuentra en equilibrio en el seno del campo gravitatorio terrestre y de un campo electrostático, cuyos módulos valen 9. m/s2 y 200 N/C, respectivamente. Ambos campos tienen la misma dirección y sentido. Dibuje en un esquema los vectores intensidad de los campos gravitatorio y electrostático y las fuerzas a las que está sometida la partícula. Calcule el valor de la carga e indique su signo. Solución Solución (propuesta por el tribunal)

Extraordinaria julio 2013

  1. Una carga puntual q 1 de 1 C está situada en el punto A (0,3) de un sistema de ejes cartesianos. Otra carga puntual q 2 de –1 C está situada en el punto B (0,–3). Las coordenadas están expresadas en metros. a) Dibuje las líneas de fuerza del campo eléctrico de esta distribución de cargas. Calcule además el vector intensidad de campo eléctrico E, en el punto C(4,0). b) Calcule el valor de los potenciales electrostáticos en los puntos C(4,0) y D(-3,8). c) Calcule el trabajo realizado por el campo eléctrico, para traer una carga puntual de 2 C, desde el infinito hasta el punto D. Dato: K=9 × 10^9 N m^2 C-
  2. Calcule la fuerza y la energía potencial electrostática entre un protón y un electrón separados entre sí una distancia de 10–10^ m. Datos: K=9 10^9 N m^2 C-2^ ; qe = –1.602·10–19^ C; qp = 1.602·10–19^ C. Solución (propuesta por el tribunal) Junio 2013
  3. En una región del espacio en la que hay definido un campo eléctrico, los potenciales en los puntos A y B valen, VA =40 V y VB =70 V, respectivamente. Calcule el trabajo que realiza el campo eléctrico para transportar una carga de 2 μC desde el punto A hasta el punto B. Explique el significado del signo del trabajo. Solución (propuesta por el tribunal) Septiembre 2012
  4. Un electrón, inicialmente en reposo, se pone en movimiento mediante la aplicación de un campo eléctrico uniforme. ¿Se desplazará hacia las regiones de mayor potencial electrostático o hacia las regiones de menor potencial electrostático? ¿Qué ocurrirá si consideramos un protón? Razone sus respuestas. Solución (propuesta por el tribunal)
  5. Considere una región del espacio donde está definido un campo electrostático E, tal que el potencial en el punto A es mayor que el potencial en el punto B (VA >VB ). Si se colocase una carga puntual q en dichos puntos, ¿qué energía potencial, UA o UB , sería mayor? Razone sus respuestas en función del signo de la carga. Solución (propuesta por el tribunal) Junio 2012
  6. Considere la distribución de tres cargas que se muestra en la figura, distribuida sobre un cuadrado de lado L=1m. Calcule: a) El vector intensidad de campo eléctrico en el punto A. b) El potencial eléctrico en el punto A. c) El trabajo realizado por el campo para llevar una carga de +1 μC desde el punto A hasta el punto B. Dato: K=9 × 10^9 N m^2 C-^2

Junio 2010 general

  1. Una carga puntual de 10 -4^ C está situada en el punto A(0,2) de un sistema cartesiano. Otra carga puntual de 10 -4^ C está situada en B (0,-2). Las coordenadas están expresadas en metros. Calcula: a) El valor del potencial electrostático en un punto C(2,2). b) El vector intensidad de campo eléctrico en ese punto C(2,2). c) El trabajo realizado por el campo para llevar una carga puntual de 1C desde el infinito al punto D (1,1). Datos: K=9·10^9 N m^2 C-2^ Solución
  2. Formula la ley de gravitación universal y la ley de Coulomb. Indica las principales analogías y diferencias entre la interacción gravitatoria y electrostática. Junio 2010 específica
  3. Una carga puntual de 10 nC está situada en el punto A (0, 3) de un sistema cartesiano. Otra carga puntual de – 10 nC está situada en B (0, – 3). Las coordenadas están expresadas en metros. Calcula: a) El vector intensidad de campo eléctrico en el punto C situado en (4, 0). b) El valor del potencial electrostático en ese punto C. c) El trabajo que realiza el campo de fuerzas eléctricas cuando una carga puntual de 2 nC se desplaza desde el punto C a un punto D situado en (0, 2). Datos: k = 9,00 109 N m^2 C–^2 ; 1 nC = 10 –^9 C Septiembre 2009
  4. ¿Cómo debe moverse una carga en un campo eléctrico uniforme de modo que su potencial eléctrico no varíe? Si se deja en reposo una carga positiva en el interior de un campo eléctrico uniforme, ¿se moverá hacia una región de mayor o menor potencial eléctrico? Justifica brevemente las respuestas.
  5. Tenemos dos puntos A y B de un campo eléctrico con potenciales VA=10 V y VB= V. Calcula el trabajo del campo eléctrico para transportar una carga de 10 -6C desde A hasta B, e indica el significado del signo del trabajo. Solución Junio 2009
  6. Dada dos cargas puntuales de 1C separadas una distancia de 1m, determina el potencial electrostático en el punto medio de ambas cargas así como la energía potencial electrostática de una carga de -2C situada en dicho punto. Datos: K=9·10^9 N m^2 C-
  7. Una carga puntual de 10 -6^ C está situada en el punto A(0,2) de un sistema cartesiano. Otra carga puntual de 10 -6^ C está situada en B (0,-2). Las coordenadas están expresadas en metros. Calcula: a) el valor del potencial electrostático en un punto C(2,0). b) el vector intensidad de campo eléctrico en un punto C(2,0). c) el trabajo realizado por el campo para llevar una carga puntual de 1C desde el infinito al punto D (1,1). Datos: K=9·10^9 N m^2 C-

Septiembre 2008

  1. Una carga puntual de 0,010 C está situada en el punto A(0,0) de un sistema cartesiano. Otra carga puntual de -0,005 C está situada en B (2,0). Las coordenadas están expresadas en metros. a) Calcula el campo eléctrico en un punto P situado en (1,0) b) Halla el potencial electrostático en un punto Q situado en (1,1) c) Determina el trabajo realizado por el campo para llevar una carga de 0, C de P a Q Datos: K=9·10^9 N m^2 C-2.
  2. En el átomo de hidrógeno, el electrón y el protón se encuentran separados a una distancia de 0,590·10-10^ m. Calcula la fuerza de interacción entre ambos mediante la ley de Coulomb. Datos: K = 9·10^9 N·m^2 ·C-2^ qp = 1,6·10-19^ C qe = -1,6·10-19^ C Junio 2008
  3. Una carga puntual de 1C está situada en el punto A (0,4) de un sistema cartesiano. Otra carga puntual de 1C está situada en B (0,-4). Las coordenadas están expresadas en metros. Calcula: a) el valor del potencial electrostático en un punto C (4,0). b) el vector intensidad de campo eléctrico en un punto C (4,0). Además, dibuja las líneas del campo eléctrico asociado a las dos cargas. c) el trabajo realizado por el campo para llevar una carga puntual de 1C desde el infinito al punto D (1,4). Datos: K=9·10^9 N m^2 C-2.^ Solución
  4. Comenta las analogías y diferencias existentes entre la Ley de Gravitación Universal de Newton y la Ley de Coulomb. Septiembre 2007
  5. En los extremos de un segmento de 2 m de longitud se encuentran dos cargas eléctricas idénticas de +1 C. Calcula: a) El potencial eléctrico en el punto central M del segmento. b) El campo eléctrico en un punto P situado verticalmente sobre el centro del segmento y a una distancia de 1 m del mismo. c) El trabajo que hace el campo eléctrico para llevar una carga de +1μC desde el punto P hasta el punto M. Datos: K=9 109 N m^2 C-2^ 1μC=10-6^ C
  6. Comenta las analogías y diferencias existentes entre la Ley de Gravitación Universal de Newton y la Ley de Coulomb. Junio 2007
  7. Define: a) Intensidad de campo eléctrico b) Superficie equipotencial
  8. En el átomo de hidrógeno el electrón se encuentra a una distancia aproximada de 5,2·10-11^ m del núcleo, donde está localizado el protón. Calcula la fuerza electrostática con que se atraen ambas partículas y compárala con la fuerza gravitatoria entre ellas. Datos: G = 6,67·10-11^ N m^2 kg-2^ mp = 1,67·10 -27^ kg me = 9,1·10 –^31 kg K = 9·10^9 N·m^2 ·C-2^ qp = 1,6·10-19^ C qe = -1,6·10-19^ C

Septiembre 2004

  1. En el punto A(0, -2) se encuentra situada una carga eléctrica q 1 = -10 μC y en el punto B (0, 2) otra carga eléctrica q 2 = -10 μC. Sabiendo que las coordenadas se expresan en metros, calcula: a) El campo eléctrico en el punto C (5,0). Además, representa las líneas del campo eléctrico asociado a estas dos cargas. b) El potencial eléctrico en el punto O (0,0). c) El trabajo realizado por el campo eléctrico para trasladar una carga de 1μC desde el punto O hasta el punto C. Datos: K=9·10^9 N m^2 C-2, 1 C=10^6 μC Junio 2004
  2. Considera las cargas puntuales q 1 =+100 μC, q 2 = -50 μC y q 3 = -100 μC, situadas en los puntos A (-3,0), B (3,0) y C (0,2), respectivamente. Calcula, sabiendo que las coordenadas están expresadas en metros, lo siguiente: a) El vector intensidad de campo eléctrico en el punto (0,0). b) El potencial eléctrico en el punto (0,0). c) El trabajo realizado por el campo para llevar una carga de +1μC desde el infinito hasta el punto (0,0). Datos: K=9·10^9 N m^2 C-2, 1 μC=10-6^ C Septiembre 2003
  3. En los extremos de una varilla de 3m de longitud se encuentran dos cargas eléctricas idénticas de -2 C. Calcula: a) La intensidad del campo eléctrico en el punto central M de la varilla. b) El potencial en un punto P situado verticalmente sobre el centro de la varilla y a una distancia del mismo de 3m. c) El trabajo que hace el campo eléctrico para llevar una carga de +1μC desde el punto P hasta el punto M, y también desde el punto P hasta el infinito. Datos: K=9·10^9 N m^2 C- Junio 2003
  4. Una pequeña esfera cargada de masa m se encuentra en equilibrio en el seno del campo gravitatorio terrestre y de un campo electrostático de módulos g y E, respectivamente, teniendo ambos el mismo sentido. Determina la carga de la esfera en función de m, g y E.
  5. En tres vértices de un cuadrado de 1m de lado se disponen cargas de +10μC. Calcula: a) El vector intensidad de campo eléctrico en el cuarto vértice. b) El potencial eléctrico en dicho vértice. c) El trabajo necesario para llevar una carga de +5μC desde el centro del cuadrado hasta el cuarto vértice. Datos: K=9·10^9 N m^2 C- Septiembre 2002
  6. En el átomo de hidrógeno el electrón se encuentra sometido al campo eléctrico y gravitatorio creado por el protón. a) Dibuja las líneas del campo eléctrico creado por el protón así como las superficies equipotenciales.

b) Calcula la fuerza electrostática con que se atraen ambas partículas y compárela con la fuerza gravitatoria entre ellas, suponiendo que ambas partículas están separadas una distancia de 5.2 10 -11^ m. c) Calcula el trabajo realizado por el campo eléctrico para llevar al electrón desde un punto P1, situado a 5.2 10 -11^ m del núcleo, a otro punto P2, situado a 8 10 -11^ m del núcleo. Comenta el signo del trabajo. Junio 2002

  1. Comenta brevemente las propiedades que conozcas de la carga eléctrica, y escribe vectorialmente la Ley de Fuerzas de Coulomb representando gráficamente dicha fuerza.
  2. Considera dos cargas eléctricas en reposo como se indica en la figura. a) Dibuja las líneas de campo creado por esta distribución. b) Determina el campo eléctrico creado por esta distribución en un punto de coordenadas (3,0). c) Determina el potencial en dicho punto. K=9 109 Nm^2 C-2; q 1 =1μC; q 2 =-1μC; d=1m
  3. Una pequeña esfera cargada de masa m se encuentra en equilibrio en el seno del campo gravitatorio terrestre y de un campo electrostático de módulos g y E respectivamente, teniendo ambos el mismo sentido. Determina la carga de la esfera en función de m, g y E.

Septiembre 2001

  1. Se tienen dos partículas de masas m 1 y m 2 y cargas q 1 y q 2 del mismo signo, como se indica en el dibujo. Escribir para la partícula m 1 (utilizando las variables dadas en el dibujo) la ley de fuerzas de la gravitación universal y la ley de fuerzas de la electrostática o ley de Coulomb. Comentar las diferencias fundamentales entre ambas leyes de fuerzas. Solución (propuesta por el tribunal)
  2. Un electrón, inicialmente en reposo, se pone en movimiento mediante la aplicación de un campo eléctrico uniforme. ¿Se desplazará hacia las regiones de mayor potencial electrostático o hacia las de menor? ¿Qué ocurrirá si consideramos un protón? Solución (propuesta por el tribunal)