Download C) superconductores

1
Bachillerato en Física
Objetivo 8 Analizar cualitativa y cuantitativamente la naturaleza de las
cargas eléctricas, las leyes que las rigen y sus conexiones con las unidades
básicas del SI.
PRÁCTICA
1.
El valor de una fuerza electrostática entre dos cargas q1 = 2 x 10-3 C y
q2 = 8 x 10-5 C, que se encuentran a una distancia de 0,04 cm
corresponde a
A) 1,4 x 103 N
B) 3,6 x 104 N
C) 9,0 x 105 N
D) 9,0 x 109 N
2.
Tres cargas q1, q2, y q3 se encuentran sobre una misma recta como lo
indica la figura
Si q1= 2 x 10-2 C, q2= 3 x 10-2 C y q3= 4 x 10-3 C, el valor de la fuerza
electrostática entre q1 y q3 es igual a
A) 1,15 x 107 N
B) 3,65 x 107 N
C) 4,80 x 107 N
D) 5,95 x 107 N
3.
Dos cargas q1 y q2 se encuentran separadas una distancia r y se repelen
con una fuerza F. Si r se reduce a la mitad entonces la nueva fuerza se
A)
B)
C)
D)
duplicó
cuadruplicó
redujo a la mitad
redujo a la cuarta parte
2
4.
Dos cargas q1 = 8,0 x 10-19 C y q2 = 1,3 x 10-18 C, presentan entre ellas
una fuerza electrostática de 1,9 x 10-24 N, la distancia que las separa es
A) 7,0 x 10-2 m
B) 4,9 x 10-3 m
C) 2,6 x 10-1 m
D) 7,0 x 10-1 m
5.
Las cargas q1 y q2 presentan entre ellas una fuerza electrostática de
2,9 x 10-26 N; si q2 vale 3,2 x 10-19 C y la distancia entre ellas es
0,22 m, el valor de q1 debe ser
A) 4,9 x 10-19 N
B) 2,2 x 10-18 N
C) 4,0 x 10-36 N
D) 4,4 x 10-9 N
6.
Para dos electrones separados 0,25 m la magnitud de la fuerza
electrostática es
A) 4,1 x 10-37 N
B) 9,2 x 10-28 N
C) 3,7 x 10-27 N
D) 2,3 x 10-8 N
7.
Dos cargas q1 = 4,7 x 10-4 C y q2 = 6,2 x 10-4 C se ven afectadas por una
fuerza electrostática de 5,3 x 105 N. La distancia a la que se encuentran
ambas cargas es
A) 7,0 x 102 m
B) 7,0 x 10 -2 m
C) 4,9 x 10-3 m
D) 7,3 x 10 -7 m
3
8.
Dos cargas eléctricas de igual magnitud se encuentran separadas
0,03 m y la fuerza electrostática entre ellas es de 2,1 x 10 2 N.
magnitud de cada carga eléctrica es
La
A) 1,1 x 10-11 C
B) 2,1 x 10-11 C
C) 2,6 x 10-5 C
D) 4,6 x 10-6 C
9.
La distancia entre dos cargas q1 = 1,76 x 10-18 C y q2 = 2,40 x 10-18 C, es
de 0,15 m. El valor de la fuerza entre ambas cargas es
A) 3,80 x 10-26 N
B) 2,53 x 10-25 N
C) 1,69 x 10-24 N
D) 2,53 x 10-27 N
10.
Dos cargas q1 = 5,0 x 10-3 C y q2 = 3,5 x 10-3 C se encuentran
separadas una distancia de 4,0 x 10 m. La fuerza electrostática entre
ellas es de
A) 9,8 x 10 N
B) 3,9 x 10 3 N
C) 1,1 x 10-8 N
D) 1,0 x 10 -4 N
11.
La fuerza electrostática entre q1 y q2 tiene una magnitud de 1,86 x 10-22
N, si q1 vale 3,36 x 10-11 C y la distancia entre ellas es de 3,00 x 10 -3 m,
entonces el valor en coulombios de q2 es
A) 5,54 x 10-27 C
B) 1,85 x 10-24 C
C) 5,54 x 10-18 C
D) 1,85 x 10-16 C
4
12.
Dos protones experimentan una fuerza electrostática de 2,0 x 10 -26 N.
La distancia que los separa es
A) 2,7 x 108 m
B) 1,1 x 10-1m
C) 2,1 x 10-1 m
D) 1,2 x 10-2m
13.
Entre q1 = 1,11 x 10-18 C y q2 = 1,44 x 10-18 C que están separadas
1,90 x 10-2 m. La fuerza electrostática tiene una magnitud de
A) 8,49 x 10-35 N
B) 4,47 x 10 -33 N
C) 7,64 x 10-25 N
D) 3,98 x 10 -23 N
14.
Una partícula de carga desconocida está separada 9,3 x 10 -2 m de otra
carga de 3,9 x 10-7 C. Si la fuerza electrostática entre las partículas es
de 1,1 x 10-2 N, la carga de la primera partícula es
A) 3,6 x 10-7 C
B) 2,9 x 10-7 C
C) 4,2 x 10-8 C
D) 2,7 x 10-8 C
RESPUESTAS
1. D
2. A
3. B
4. A
5. A
6. C
7. B
8. D
9. C
10. A
11 A
12.B
13.D
14.D
5
Objetivo 2. Establecer las características
semiconductores, superconductores y aisladores.
de
los
conductores,
1. Los materiales que presentan gran resistencia al paso del fluido eléctrico
son llamados
A)
B)
C)
D)
Superconductores
Semiconductores
Conductores
Dieléctricos
2. Un aislador es un material que
A)
B)
C)
D)
es no metálico y presenta alta resistencia eléctrica
es no metálico y conduce bien las cargas
es metálico y conduce mal las cargas
no conduce cargas y es metálico
3. Considere las siguientes afirmaciones:
I.
Son aisladores en su estado cristalino, y se convierten en
conductores cuando se le agregan impurezas o energía
II.
Son materiales con las características mencionadas
anteriormente el silicio y el germanio.
Ambas se están refiriendo a materiales que por su capacidad de
conducción eléctrica se denominan:
A)
B)
C)
D)
4.
superconductores
semiconductores
conductores
aisladores
Son sustancias donde los electrones, están fuertemente ligados a los
átomos, o, si se presentan algunos pocos electrones, prácticamente no
tienen movilidad para desplazarse. Entre ellos se puede mencionar: el
papel, las cerámicas, el hule y otros. Son los:
A)
B)
C)
D)
aisladores
conductores
superconductores
semiconductores
6
RESPUESTAS
1.
2.
3.
4.
Objetivo 3.
D
A
B
A
Calcular la
intensidad del campo eléctrico, la carga y la
kq
distancia, utilizando la expresión: E  2
r
1. El campo eléctrico está caracterizado por
A) la zona vacía que se crea alrededor de un cuerpo cargado
B) la propiedad asociada al espacio alrededor de una carga y producida por
esta
C) la fuerza de atracción gravitatoria que existe alrededor de todo cuerpo
con carga eléctrica
D) el conjunto de cargas elementales distribuidas uniformemente alrededor
de un cuerpo cargado.
2.
Una carga Q positiva produce un campo eléctrico a su alrededor. Si la
carga de prueba q es colocada cerca de Q, experimentará la acción de un
campo eléctrico, cuya dirección depende de
A)
B)
C)
D)
3.
la magnitud de Q
las magnitudes de Q y q
el signo de la carga de prueba q
la dirección de la fuerza que actúa sobre q
Si la dirección del campo eléctrico producido por Q es la que muestra la
figura sobre la carga de prueba q, los signos de Q y q son respectivamente
q
E
Q
A)
B)
C)
D)
positivo y positivo
negativo y negativo
negativo y positivo
positivo y negativo
7
4. A 7 m de un electrón, la intensidad del campo eléctrico producido por este
corresponde a
A) 2,94 x 1010 N/C
B) 2,94 x 1011 N/C
C) 2,94 x10 -10 N/C
D) 2,94 x 10 -11 N/C
5. A una distancia de 0,005 m de un neutrón, la magnitud de su campo
eléctrico corresponde a
A) 0 N/C
B) 5,76 x 10-7 N/C
C) 5,76 x 10-11 N/C
D) 5,76 x 10-16 N/C
6.
Una carga cuasipuntual de 5 x 10-12 C, tiene una intensidad de campo
eléctrico a una distancia de 0,25 m cuya magnitud es
A) 0,18 N/C
B) 0,72 N/C
C) 0,25 N/C
D) 0,0625 N/C
7.
A una distancia de 2,0 x 10-3 m de una carga q = 3,2 x 10-12 C, la intensidad
del campo eléctrico asociado a q es
A) 7,2 x 103 N/C
B) 7,2 x 10 -3 N/C
C) 1,4 x 101 N/C
D) 1,4 x 10 0 N/C
8
8.
El valor de la carga q para que a una distancia de 1,1 x 10-3 m, la magnitud
de su campo eléctrico sea de 7,1 x 10-3 N/C es
A) 8,7 x 10-15 C
B) 9,5 x 10-19 C
C) 8,9 x 1011 C
D) 8,7 x 10-16 C
9.
Una partícula de 3,2 x 10-9 C tiene a cierta distancia un campo eléctrico de
3,2 x 102 N/C; el valor de la distancia es
A) 9,0 x 102 m
B) 3,0 x 101 m
C) 3,0 x 10-1 m
D) 9,0 x 10-2 m
10.
De acuerdo con la figura adjunta, si Q = 2,2 x 10 -17 C, la magnitud del
campo eléctrico en A es
Q
q
0,25 m
A
A) 6,4 x 107N/C
B) 3,2 x 10-6 N/C
C) 7,9 x 10-7N/C
D) 3,5 x 10-16 N/C
11.
A 3,0 x 10-2 m de una carga puntual q se tiene una intensidad del campo
asociado de 3,2 x 10-4 N/C, por tanto, el valor de q en coulombios es
A) 1,1 x 10-15 C
B) 3,2 x 10-17 C
C) 1,1 x 10-13 C
D) 3,2 x 1015 C
9
Una carga de 4,0 x 10-6 C produce un campo eléctrico cuya magnitud es
1,0 x 105 N/C, ¿a qué distancia se produce esa intensidad de campo
eléctrico?
12.
A) 6,0 x 10-1 m
B) 3,6 x 10-1 m
C) 1,3 x 10-1 m
D) 6,0 x 105 m
La intensidad del campo eléctrico de una carga de 3,8 x 10 -2 C, en un punto
situado a 2,0 x 10-2 m es
13.
A) 9,5 x 10 N/C
B) 1,9 x 100 N/C
C) 1,7 x 1010 N/C
D) 8,6 x 1011 N/C
¿A qué distancia de q = 1,8 x 10-2 C se debe colocar una carga de prueba
positiva para que el campo eléctrico generado por q sea de 3,5 x 103 N/C?
14.
A) 2,1 x 102 m
B) 4,6 x 104 m
C) 2,2 x 109 m
D) 5,1 x 10-6 m
15.
El campo eléctrico es 2,00 x 10-5 N/C a una distancia de 0,40 m, para
una carga cuya magnitud es
A) 3,20 x 10-6 C
B) 8,00 x 10-5 C
C) 3,56 x 10-16 C
D) 8,89 x 10-16 C
10
16.
Un campo eléctrico de 1,4 x105 N/C es producido por una carga de
4,0 x 10-6 C a una distancia de
A) 2,9 x 10-11 m
B) 5,4 x 10-8 m
C) 5,1 x 10-1 m
D) 2,6 x 10-1 m
17.
A una distancia de 1,2 x 10-2 m de un protón, su campo eléctrico tiene
una magnitud de
A) 1,1 x 10-15 N/C
B) 3,6 x 10-8 N/C
C) 1,2 x 10-7 N/C
D) 1,0 x 10-5 N/C
18.
Una partícula produce un campo eléctrico de 2,0 x 106 N/C, a una
distancia de 0,01 m. ¿Cuál es la carga de esa partícula?.
A) 2,2 x 10-8 C
B) 2,2 x 10-6 C
C) 1,5 x 10-4 C
D) 1,8 x 108 C
RESPUESTAS
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
B
D
C
D
A
B
A
B
C
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
B
B
A
D
A
C
C
D
A
11
Objetivo 4. Establecer los conceptos de trabajo, diferencia de potencial
eléctrico, y su relación.
1. El trabajo realizado para mover una carga de un punto A a un punto B, en
un campo eléctrico tiene como característica que
A)
B)
C)
D)
es independiente de la trayectoria
depende de la trayectoria
siempre es negativo
siempre es positivo
2. La diferencia de potencial entre dos puntos A y B de un campo eléctrico, se
define como
A) la fuerza necesaria para transportar una carga del punto A al punto B
B) la energía emitida por una carga al ser transportada de un punto a
otro.
C) el trabajo producido por la carga al moverse de A a B
D) el trabajo realizado para transportar la carga de A a B
3.
Un campo eléctrico uniforme entre dos placas cargadas M y N tiene una
diferencia de potencial de 300 V
De acuerdo con la figura, una carga q es desplazada por la trayectoria AB.
El trabajo realizado sobre la carga q desde A hasta B es
A)
B)
C)
D)
15 000 J
300 J
6J
0J
12
4. Dos cargas de prueba Q1 y Q2 de igual magnitud y signo se colocan en el
mismo campo eléctrico y la trayectoria de cada una es como se indica en la
figura adjunta, siendo la distancia entre A y B constante, el trabajo
efectuado sobre
A) Q1 es mayor que sobre Q2
B) Q2 es mayor que sobre Q1
C) Q1 es igual que sobre Q2
D) Q1 y Q2 es nulo.
5.
La diferencia de potencial es
A) la medida del campo eléctrico
B) la diferencia entre corriente final e inicial
C) el trabajo necesario para mover una carga
D) la medida de la corriente total en un conductor.
6. Considere las siguientes afirmaciones referidas a la diferencia de potencial
eléctrico entre los puntos A y B de un campo eléctrico
I.La variación depende únicamente de las posiciones de A y B.
II.
La variación depende únicamente de la carga de prueba.
III.
La variación es proporcional a la trayectoria que sigue la
carga eléctrica.
De las afirmaciones anteriores son correctas; sólo
A)
B)
C)
D)
I
II
III
I y II
13
7.
Una carga de prueba es soltada en el campo que produce un cuerpo
electrizado y por esta circunstancia se desplaza, ese desplazamiento indica
que se produce trabajo sobre esa carga, este trabajo se debe a
A) la fuerza eléctrica
B) el campo eléctrico
C) la carga de prueba
D) el cuerpo electrizado
8.
Otro nombre que recibe la diferencia de potencial es
A) voltaje
B) potencia
C) resistencia
D) corriente eléctrica
9.
El trabajo para mover una carga de un lugar a otro, dentro de un campo
eléctrico, está determinado por
A) la carga y el campo
B) la carga y el voltaje
C) el voltaje y la distancia
D) la carga y el desplazamiento
10.
El trabajo necesario por unidad de carga que se requiere para mover
una carga de un lugar a otro en un campo eléctrico, se conoce con el
nombre de
A) Voltaje
B) Potencia
C) Resistencia
D) corriente eléctrica
14
11.
Considere las siguientes afirmaciones:
I.
II.
III.
La unidad de diferencia de potencial eléctrico es el J/C
La unidad de diferencia de potencial eléctrico es de volt.
La unidad de energía potencial eléctrica es el joule.
Son correctas,
A)
B)
C)
D)
12.
La diferencia de potencial en un campo eléctrico entre placas paralelas
equivale a
A)
B)
C)
D)
13.
solo II
I, II y III
Solo I y II
Sólo II y III
la energía total producida por las cargas en movimiento
el número de cargas transportadas por unidad de tiempo
la energía total acumulada en cada una de las placas paralelas
el trabajo por unidad de carga para mover una carga en el campo
Entre dos puntos R y P de un campo eléctrico, una carga eléctrica Q, se
desplaza según la figura por las trayectorias I y II
+
+
+
+
+
P
II
I R -
El trabajo realizado sobre la carga Q, para trasladarla desde R hasta P
cumple con las siguientes características
I.
Es proporcional a la trayectoria seguida por la carga Q.
II.
Depende del valor de la carga Q.
III.
Es independiente de la trayectoria seguida por la carga Q
Son correctas:
A)
B)
C)
D)
Sólo I
Sólo II
I y II
II y III
15
RESPUESTAS.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
A
D
D
C
C
D
B
A
B
A
C
D
D
16
Objetivo 5. Calcular: intensidad de corriente eléctrica, carga y tiempo, con
q
unidades del Sistema Internacional. Utilizando: I 
t
1.
Si a través de una sección transversal de un conductor pasan
3,0 x 1020 electrones; durante 12 segundos. La intensidad de la corriente
eléctrica es
A) 48 A
B) 4,0 A
C) 5,8 x 102 A
D) 2,5 x 1019 A
2.
3.
Por una sección transversal de un alambre pasan 6,0 C durante 0,2 min. La
intensidad de la corriente eléctrica que pasa por el alambre es
A)
30 A
B)
72 A
C)
0,5 A
D)
2,0 A
Si por una sección transversal de un conductor pasan 5,0 x 10 -2 C en 90
segundos, ¿cuál es la intensidad de la corriente eléctrica que pasa por el
conductor?
A) 1,0 A
B) 4,0 x 102 A
C) 5,6 x 10-4 A
D) 2,5 x 10-3 A
4.
En un conductor, una corriente de 0,5 A en 3,0 segundos equivale a una
carga de
A) 1,5 x 100 C
B)
3,0 x 10-2 C
C) 1,5 x 10-3 C
D) 1,7 x 10-1 C
17
5.
Para que pasen 300 C por la sección transversal de un conductor que
presenta una corriente de 4 A, se requiere en un tiempo de
A)
B)
C)
D)
6.
13 s
75 s
0,13 s
0,013 s
Un flujo de 4 x 10-3 C en 2 segundos pasa por la sección transversal de un
conductor, este flujo resulta en una corriente de
A) 4 x 102 A
B) 8 x 10-3 A
C) 2 x 10-3 A
D) 5 x 10-4 A
RESPUESTAS
1.
2.
3.
4.
5.
6.
B
C
C
A
B
C