INTERNADO NACIONAL FEMENINODepartamento de Física PRUEBA 4° Medio Electivo OBJETIVOS Conocer que hay dos clases de cargas eléctricas y los fenómenos de atracción y repulsión entre cargas. Comprender y utilizar cualitativa y cuantitativamente la ley que rige la interacción entre cargas (ley de Coulomb) Determinar el vector intensidad de campo eléctrico creado por una carga Utilizar los diagramas de líneas de campo para dar una interpretación gráfica del campo creado por una carga, por un dipolo y en el interior de dos placas planas cargadas paralelas, dibujando, en cada caso, el vector intensidad de campo. Indicar, justificándolo cualitativamente, cuál será el movimiento de las cargas cuando se dejan libres en un determinado campo Describir las magnitudes que caracterizan el campo eléctrico: los vectores fuerza e intensidad de campo y los escalares energía potencial y potencial. Aplicar el concepto de potencial para obtener el trabajo realizado para llevar una carga de un punto a otro de un campo eléctrico Relacionar el valor del campo eléctrico en el interior de dos placas paralelas cargadas y la diferencia de potencial entre ellas. INSTRUCCIONES 1. Lea con atención cada pregunta y seleccione solo UNA DE LAS OPCIONES. 2. Toda pregunta de aplicación debe tener su desarrollo correspondiente, en caso contrario se invalidará su respuesta 3. NO BORRE NI USE CORRECTOR. De lo contrario INVALIDARÁ su respuesta. 4. Dispone de 90 minutos. sintetizar y evaluar Total preguntas .INTERNADO NACIONAL FEMENINO Departamento de Física TABLA DE ESPECIFICACIONES PRUEBA DE FÍSICA 4° MEDIO ELECTIVO Conductas Contenido Carga eléctrica y Ley de Coulomb Campo Eléctrico Energía y Potencial eléctrico Condensadores Total Preguntas Comprender Conocer Aplicar Analizar. 60 x 10 -19 y masa del electrón = 9.0 x 10 5 m/s 6. 4.20 x 10 4 N/C 1.75 x 10 4 N/C 6..6 x 10 5 N/C 7. después de haber recorrido 1 cm. La fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. q1. a) b) c) d) e) La intensidad del campo eléctrico en el punto a. como se muestra en la figura.5 x 10 5 m/s Las preguntas 4 a 6 se responden de acuerdo con la siguiente información: Un campo eléctrico está creado por las cargas puntuales q1 = +12x10 -9 C y q2 = -12x10 -9 C. La fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales es directamente proporcional al cuadrado de las distancias que las separan e inversamente proporcional al producto de las cargas. La fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional a la distancia que las separa. Dos cargas positivas. establece que: La fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de las cargas por el cuadrado de la distancia que las separa.3 x 10 4 N/C . la intensidad del campo eléctrico comprendido entre las láminas es 104 N/C. es 9.2 x 10 7 m/s 3.1. partiendo del reposo? (carga del electrón = 1. q2 de igual magnitud. a) b) c) d) e) 2.6 x 10 6 m/s 1. La fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de las cargas por la distancia que las separa.0 x 10 6 m/s 3. como se indica en la figura. ¿cuál es la fuerza ejercida sobre esta carga? 2kq1q2/a2 k1q2/2a2 kq1q2/a2 kq1q2/4a2 0 Cuando se conecta los bornes de una batería a dos láminas paralelas separadas 1 cm.1 x 10 -31 kg) 1. Si una tercera carga positiva de igual magnitud se coloca exactamente en la mitad. a) b) c) d) e) La ley de Coulomb. Si el campo eléctrico es uniforme y dirigido verticalmente hacia arriba. ¿qué velocidad adquirirá un electrón. están separadas una distancia 2a.08 x 10 4 N/C 1. a) b) c) d) e) 3. colocado dentro del campo. 75 x 10 4 N/C 6. mover el contrapeso a la izquierda E. es 9.20 x 10 4 N/C 1. mover la esfera B hacia abajo C. La esfera 1 está fija a la superficie.75 x 10 4 N/C 6.2 nC 0. Las esferas metálicas que se muestran en la figura se cargan con cada una.3 x 10 4 N/C 7.0 mm se encuentra con una diferencia de potencial de 2000 V. agregar carga positiva a la esfera A B.0 nF cuyas placas metálicas paralelas están separadas 2.08 x 10 4 N/C 1. Un capacitor de 1. a) b) c) d) e) La intensidad del camp o eléctrico en el punto c. la gráfica de aceleración contra x de la esfera 2 es: 1C del 2d . Para equilibrar la balanza se debe A.A 9.08 x 10 4 N/C 1.2 C 4 pC a) b) c) d) e) 8. a) b) c) d) e) La intensidad del campo eléctrico en el punto b. Dos esferas (1 y 2) con cargas iguales se encuentran sobre una superficie lisa no conductora y están atadas a un hilo no conductor. Al cortar el hilo.6 x 10 5 N/C 7. La balanza se equilibra al situar el contrapeso a una distancia x eje Se pone una tercera esfera a una distancia por debajo de la esfera A y cargada con -2C. es 9.6 x 10 5 N/C 7. La carga que podría almacenar este capacitor es: 200 nC.5. 2 mC 0. N. mover el contrapeso a la derecha D.3 x 10 4 N/C 6.20 x 10 4 N/C 1. los cuerpos: a) adquieren electricidad del mismo signo b) adquieren electricidad del signo contrario c) su electricidad es positiva d) su electricidad es negativa e) N. Cargar un cuerpo es un proceso que involucra movimiento de: a) protones b) cualquiera de las partículas elementales c) electrones y protones únicamente d) electrones solamente e) N.86 cm d) 4. a qué distancia de la carga mayor debe estar la carga intermedia para que la fuerza neta que actúa sobre ella sea nula: a) 5.50 cm c) 5.10. Cuando dos cuerpos se cargan por contacto.A. 15. 11.A.14 cm e) Ninguna respuesta es correcta . 13.A.00 cm b) 7. En la distribución de cargas que se ve en la figura q =1 x 10-6 C.A. La “movilidad” de los electrones es: a) Mayor en los aisladores y los conductores b) Igual para los aisladores y los conductores c) Menor en los aisladores y mayor en los conductores d) Muy grande en los aisladores e) N. luego B con C y por último C con D podemos concluir que el cuerpo: a) A tiene electricidad de signo diferente al cuerpo D b) B tiene electricidad de signo diferente al cuerpo C c) C tiene electricidad de signo diferente al cuerpo D d) A tiene electricidad del mismo signo al cuerpo D e) N. Si A se pone en contacto con B. Si un cuerpo está en estado eléctrico positivo es porque: a) se le suministró neutrones b) se le sustrajo electrones c) se le suministró electrones d) simplemente se frotó con un paño de lana e) N.A.C y D tres cuerpos eléctricamente neutros. 12. Sea A un cuerpo cargado positivamente y B. 16. Cuando una barra se frota con un paño y la barra queda convencionalmente cargada positivamente se debe a que: a) protones del paño pasan a la barra b) protones de la barra pasan al paño c) electrones de la barra pasan al paño d) neutrones de la barra pasan al paño 14. En la figura.0 cm.0 x108 N 19.0 V/m 72 V-cm 18. d. porque el campo es uniforme 4. La relación entre el potencial eléctrico y el campo eléctrico en un punto situado a una distancia de 10 cm.0 N 1.0 d) 0. c.09 y 1. La capacidad de cada condensador en µf es: a) 0. según se muestra en la figura. es de 6. La distancia d. b.0 x106 J 20. de una carga punto positiva de 1.10 c) 0.0 e) Ninguna respuesta es correcta . c.0 x 109cm b) 0 cm c) 10 cm d) 5. En un experimento de líneas de fuerza y líneas equipotenciales se usa una batería de 12. 8. La intensidad del campo eléctrico entre las placas es: a. 2.1x10-4 C es: a) 9. el trabajo necesario para llevar la carga desde B hasta A es: a.90 y 0. La fuerza que sufre la carga debida al campo eléctrico es: a.0 V.50 y 0.Las preguntas 17 a 19 se responden de acuerdo a la figura siguiente: 17. e. d. 144 x 10-6 N 4.0 cm e) Ninguna respuesta es correcta 21.0 mJ c.0 cm. En la figura se coloca una carga de 2.50 b) 0.0 x 10-4 N Cero.10 y 9.0 J e. Dos condensadores asociados en serie de dan una capacidad equivalente de 0. b. La distancia entre los puntos A y B es dAB = 2.0 x 10-6 C en el punto B. entre los electrodos. porque no hay fuerza d. Los electrodos son líneas rectas y paralelas. 8. Cuando están conectados en paralelo es de 100 µf.09 µf. e.0 ´ 102 V/m 2. Equipotencial Cero 2. 288 x 10-8 J b. Cero. se frotan entre sí. la carga de cada cuerpo es: a) QA = . entonces una carga: a) +Q está girando alrededor de dicho punto a una distancia R b) +Q se aleja de dicho punto c) -Q se acerca a dicho punto d) -Q se aleja de dicho punto 24. A continuación se elimina la carga +Q. 26. Cuando la carga Q(+) está en el lugar indicado se abre el interruptor S. b) Son de signos opuestos. El potencial en el centro del cuadrado es: a) Cero b) 105. En la figura. Entonces el objeto metálico A queda: a) Descargado b) Cargado positivamente c) Cargado negativamente d) Cargado positiva y negativamente 23. c) Son únicamente positivas. Si la intensidad de campo eléctrico es cero en un punto situado entre ellas y sobre la línea que las une.0 V d) 4127 V e) Ninguna 25. A y B. qué se puede deducir respecto a las cargas?: a) Son de igual magnitud y del mismo signo. Se colocaron cargas iguales en las esquinas de un triángulo equilátero siguiendo el orden esquematizado en las figuras: Inicialmente las cargas estaban muy lejos unas de otras. se encuentran cuatro cargas puntuales positivas de igual magnitud. d) Son del mismo signo.QB b) QA = QB = 0 c) QA ≠ 0 y QB =0 d) QA = QB y diferente cero 27. En un punto del espacio el potencial eléctrico está aumentando.0 V c) 509.22. El trabajo que se hizo para formarlas en triángulo es igual a . Dos cargas puntuales de magnitudes y signos de desconocidos están separadas una distancia ( x ). Luego de esto. En los vértices de un cuadrado 1 m de lado. al principio el interruptor S está cerrado. Dos cuerpos de material aislante. d. c. En la figura : a. la carga de cualquier cuerpo: a) un múltiplo entero de la carga del electrón b) igual a un valor fraccionario de la carga del electrón c) siempre mayor que cero d) positiva o negativa 29. Uniforme b. c.28. Cuando movemos una carga paralelamente a una línea equipotencial: a. La carga de un cuerpo depende de la cantidad de: a) electrones suministrados al cuerpo b) electrones suministrados o quitados al cuerpo c) electrones quitados al cuerpo d) neutrones suministrados al cuerpo 30. b. que forma un ángulo de 60º con la recta que une las cargas 31. e. El arco PQ representa un campo eléctrico El arco RS es una línea equipotencial Los arcos PQ y RS están al mismo potencial eléctrico La flecha superior está a mayor potencial que la inferior La carga positiva está en el lugar equivocado 34. La dirección de la fuerza eléctrica entre dos cargas puntuales es: a) la de la recta perpendicular a la línea que une las cargas b) la de la recta que une las dos cargas c) ninguna de las anteriores d) la recta. La carga disminuye e. El trabajo hecho por la fuerza electrostática es cero d. d. Las líneas equipotenciales: Son paralelas a las líneas de fuerza Son perpendiculares a las líneas de fuerza Su ángulo con respecto a las líneas de fuerza depende de la distribución de carga Indican la dirección de movimiento de una carga positiva de prueba Siempre están separadas por la misma distancia 32. Más intenso en la región A e. Constante c. En la figura anterior. La carga aumenta 33. Equipotencial A B . La fuerza electrostática sobre la carga es cada vez mayor c. e. Más intenso en la región B d. el campo eléctrico es: a. El campo eléctrico es cero b. b. Que la carga está cuantizada quiere decir que. a. Para no realizar trabajo (W). la energía necesaria para llevar 100C de una placa a la otra es 1J . + Q= Q C.5R respectivamente. Q. negativo porque la energía eléctrica de la esfera disminuye cuando se mueve de A a B C. El trabajo en contra de la fuerza debido al campo eléctrico. 10J. es A.1 C. positivo porque la energía eléctrica de la esfera aumenta cuando se mueve de A a B B. Una persona camina dentro de la región con campo llevando una pequeña esfera cargada eléctricamente con -0.5Q CONTESTE LAS PREGUNTAS 37 A 39 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN Utilizando dos láminas metálicas cargadas se genera un campo eléctrico constante en la región limitada por las placas. Norte o Sur II. 35.RESPONDA LAS PREGUNTAS 35 Y 36 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN Las esferas conductoras 1 y 2 de radios R y 1. negativo porque la energía eléctrica de la esfera disminuye cuando se mueve de A a B 39. 37. Q + Q2 = 2. -10J. Q.5Q D. es 36. Oeste o Este III. Que la diferencia de potencial entre las placas sea 100 voltios. -50J. la energía asociada a 1C es 100 voltios D. Sureste o Noreste A) B) C) D) E) solo I solo II Solo III I y II II y III 38. + Q2 = 0. para llevar la esfera cargada desde el punto A hasta el punto B. significa que A. positivo porque la energía eléctrica de la esfera aumenta cuando se mueve de A a B D. la energía necesaria para llevar 1C de una placa a la otra es 100J C. la persona debe caminar en la dirección: I. en cualquier punto entre las placas la energía eléctrica de 1C es 1 Joule B. cuando el sistema está en equilibrio. El esquema que muestra la distribución de carga eléctrica en cada una de las esferas después de cerrar el interruptor a. Las esferas 1 y 2 tienen cargas 2Q y -Q respectivamente. En esta situación se debe satisfacer que A. se encuentran muy alejadas una de la otra y se disponen con un interruptor a como ilustra la figura. Q. 50J. + Q= 3Q B. Una partícula sin carga se desplaza por una línea de campo debido a la acción del campo eléctrico. Porqué las cargas se rechazan cuando son del mismo tipo y se atraen cuando son de diferentes tipos d. Cómo interactúan las cargas eléctricas aun cuando no hay contacto físico entre ellas c. A ) Solo I B ) Solo II C ) Solo III D ) I y II E ) Todas . c) varía proporcionalmente al cuadro del tiempo d) Permanece constante y es igual a V 43. Que las cargas positivas son las fuentes del campo b. El protón: A) acelera hacia el norte B) desacelera hacia el norte C) tuerce su ruta hacia el este D) tuerce su ruta hacia el oeste E) continua con la misma rapidez hacia el norte Responda las preguntas 42 y 43 de acuerdo con la siguiente información -q Una partícula de carga -q se desplaza con velocidad V y penetra en una región de ancho L donde existe un campo eléctrico constante E paralelo al eje X. 42. mientras atraviesa la región con campo eléctrico a) aumenta linealmente con el tiempo b) disminuye linealmente con el tiempo C... La componente de la velocidad de la partícula en el eje Y. La propiedades de las líneas equipotenciales 41.La partículas con carga se ven afectadas por un campo eléctrico que modifica su movimiento.. ¿ Cuál ( es ) de las afirmaciones siguientes. Un protón que viaja hacia el norte entra en una región donde el campo eléctrico es uniforme y apunta hacia el oeste.El campo eléctrico no afecta de ningún modo a partículas con carga total neutra. II. La causa por la que se dificulta observar fenómenos electrostáticos e. La trayectoria seguida por la partícula en la región del campo eléctrico. como muestra la figura 1. referentes al movimiento de cargas eléctricas en un campo eléctrico. La existencia del campo eléctrico se propone para explicar: a. es ( son ) verdadera ( s )? I. es la mostrada en 44. III.40. me su masa y E la intensidad del campo eléctrico entre las placas del condensador. Desprecie los efectos que pueden significar el orificio y también el peso del electrón. La capacidad eléctrica equivalente entre los puntos A y B del circuito mostrado en la figura tiene un valor de (μf): A) 6 B) 2/3 C) 5 D 3/2 E) N. Una de las funciones de un condensador es de: a) acumular energía b) mantener constante la diferencia de potencial en una resistencia c) mantener constante el campo eléctrico en un circuito d) cambiar la polaridad de una batería. El gráfico muestra los cambios de V(t) del proceso de I carga de un condensador II descarga de un condensador V a) sólo I b) sólo II c) I y II d) ninguno. II y III 47.45. ¿qué aceleración adquiere el electrón antes de salir por el agujero? Considere constante y uniforme el campo eléctrico que existe entre las placas. La unidad de capacidad de un condensador “faraday” es equivalente a: a) Volt/ Coulomb b) Newton/Coulomb c) Coulomb/ Volt d) Joule/ Coulomb 46. 48.A 50. 49. Suponga que el electrón está inicialmente en reposo. a) b) c) d) e) t . Si e es la carga del electrón. La capacidad de un condensador depende: I el área de sus placas II la distancia entre las placas III la constante del dieléctrico puesto entre las placas a) sólo I b) sólo II c) I y II d) I.