Un posible examen

Alumno:
1. En la figura se han representado las superficies equipotenciales y líneas de fuerza de un campo eléctrico
uniforme de 1000 V/m. Razona:

A. Diferencia de potencial entre los puntos C y D; diferencia de potencial entre los puntos A y F, así como el sentido del campo eléctrico.
B. Calcular el trabajo que se ha de realizar para trasladar una carga de –2 mC desde el punto B al E. ¿Será un proceso espontáneo?
C. Determinar la energía potencial de una carga de +3 mC situada en el punto F y la distancia que separa cada superficie equipotencial.
D. En otra ocasión soltamos un electrón en el punto B. ¿Podría llegar al punto G? En caso negativo, JUSTIFICA el motivo; en caso afirmativo, calcula la velocidad que llevaría al pasar por ese punto. (Masa del electrón: 9,1·10-31Kg; carga del electrón: -1,609·10-19 C)
(4 puntos)


2. CUESTIONES.
a) Una carga eléctrica se mueve desde un punto A hacia un punto B en el interior de un campo
eléctrico uniforme. Ambos puntos están separados una distancia de 20 cm en la misma dirección
del campo. Si se observa que la carga va perdiendo energía potencial en su avance, DEDUCIR qué
signo posee esa carga si sabemos que la diferencia de potencial VA – VB = 240 voltios. ¿Cuál es el
valor del campo eléctrico donde están esos puntos?

b) En el interior del campo eléctrico uniforme E = - 104 j (N/C) lanzamos una masa metálica de 2 kg
(y portadora de una carga de - 3 mC) con una velocidad v = - 8 j (m/s). Efectuar un análisis
energético del movimiento de este objeto y razonar su comportamiento en el interior del campo.
¿Qué energía cinética llevaría al cabo de 1 segundo de haberse lanzado?

c) Comenta las siguientes afirmaciones EXPLICANDO si son o no correctas: (1) “El campo eléctrico
que genera una carga eléctrica a su alrededor es uniforme, y las superficies equipotenciales se
debilitan en valor conforme nos alejamos de ella, independientemente del signo de la carga que
las cree”; (2) “Al lanzar una molécula de hidrogeno al interior de un campo eléctrico, ésta se
moverá siempre en línea recta”.

(2 puntos/ apartado correcto)

3. Una pequeña esfera de 0,2 g de masa pende de un hilo en la mitad de entre dos placas paralelas verticales cargadas con signos contrarios y separadas 5 cm. La carga de la esfera es de +6 nC. ¿Qué diferencia de potencial será necesaria aplicar entre las placas para que el hilo forme un ángulo de 30º con la vertical?
(5 puntos)
4. Una esfera metálica maciza (de 6 kg de masa y -0,5 mC de carga) está en un plato de una balanza equilibrada de dos brazos. Justo por debajo de su vertical (y a 3 m de distancia) acercamos otra esfera igual, también con una carga de -0,5 mC. ¿Qué masa habría que poner (y en qué plato) para restablecer el equilibrio?
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