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Campo Eléctrico
Preguntas
Para contestar las siguientes preguntas te sugerimos leer el libro Física Conceptual de Paul
Hewitt.
1) ¿Qué es el campo eléctrico?
2) ¿Cómo se define la intensidad o magnitud de un campo eléctrico?
3) ¿En qué unidades se expresa?
4) ¿Cómo se define la dirección de un campo eléctrico?
5) Dibujar, en cada caso, las líneas de campo eléctrico.
Caso A
Caso B
-
+
Caso D
Caso C
+
-
+
+
6) ¿Cómo se relaciona la proximidad de las líneas con la intensidad?
7) En el dibujo se representa una línea de campo eléctrico y en cada uno de los puntos
indicados se esquematizó el campo con un vector (flecha).
Indicar qué vectores están bien trazados.
En cada uno de los casos esquematizar con un vector el campo
eléctrico en los puntos A, B, y C.
•A
Una carga
puntual
positiva
C
•
A
•C
B
Dos cargas puntuales de
distinto signo
C
A
C
B
B
A
Placas paralelas cargadas con
diferentes polaridades
Dos cargas puntuales de igual
signo
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
∙A
∙B
∙C
-
B
7 Bis) La figura representa las líneas de un campo eléctrico generado por dos barras
cargadas eléctricamente con distinto signo. Entre ellas se encuentra ubicado un anillo de
cobre.
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
a) ¿Cuál es la dirección de
las líneas de campo?
b) ¿Cómo se distribuyen las
cargas en el anillo metálico?
c) ¿Por qué no hay líneas
de campo en el interior del
anillo?
d) ¿Cuánto vale el campo
dentro del anillo?
8) Se sabe que en un punto del espacio el campo eléctrico es de 200N/C como se muestra
en la figura.
a) Calcular y esquematizar la fuerza sobre una carga de +3C colocada en dicho
punto.
b) Calcular y esquematizar la fuerza sobre una carga de -4C colocada en dicho punto.
Pregunta a)
Pregunta b)
E=200N/C
E=200N/C
9) Una carga de +2 C situada en un punto P, dentro de un campo eléctrico, experimenta
una fuerza de 810-4 N.
a) ¿Cuál es la intensidad del campo en el punto P?
F
+
b) Si la carga que genera el campo fuese positiva, ¿de qué
Carga ubicada en
lado de Q estaría ubicada?
Q=2 C
el punto “P”
10) ¿Cuál es la magnitud y la dirección de la fuerza que actuaría sobre un
electrón si estuviera situado en el punto P del ejercicio anterior?
11) Se sabe que en el punto A el campo eléctrico apunta hacia arriba (como se muestra en la
figura) y su valor es de 30 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 en la cercanía
A
de la Tierra.
b) Indicar para dónde se moverá y con qué aceleración lo hará.
c) Si en A se coloca una carga de +5C ¿Cuánto valdrá el campo en
dicho punto?
12) Una carga de +2 C situada en un punto P, dentro de un campo eléctrico, experimenta
una fuerza de 810-4 N. Se sabe que la carga generadora del campo es negativa y está
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 ubicada en P, ¿desaparecerá el campo?
el punto “P”
d) Si en P se cambia la carga por otra de 610-5C. ¿Cuánto
valdrá el campo en dicho punto?
13) Entre la placa positiva y negativa se genera un campo eléctrico uniforme de
2104 N/C.
a) Equematizar las líneas de campo eléctrico indicando la dirección del
campo.
b) Si se coloca un electrón (carga eléctrica negativa), indicar la fuerza que
actuará sobre éste.
c) ¿Para qué lado se moverá y con qué aceleración?
d) ¿Qué tipo de movimiento describirá el electrón?
14) Un haz de partículas constituido 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 la de C?
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
q
A
B
C
-
15) En el interior de un tubo de ciertos televisores, dos pares de placas metálicas, cargadas
electricamente con cargas de signos opuestos, desvian el haz de electrones que incidirán
en la pantalla. En la figura se muestra una situación en que las placas están descargadas.
Para que el haz sea desviado hacia la zona sombreada de la pantalla, los signos de las
cargas en las placas horizontales, H1 y H2 y en las placas verticales, V1 y V2 deben ser:
a)
b)
c)
d)
e)
Zona
Sombreada
H1 +; H2-: V1-; V2+
H1 -; H2+: V1-; V2+
H1 +; H2-: V1+; V2H1 -; H2+: V1+; V2H1 +; H2-: V1 nula; V2 nula
Placas Verticales
Placas Horizontales
Pantalla
V1
Haz de electrones
H1
V2
H2
Actividades 2.0
16) Realizar la próxima actividad con la simulación dada en el siguiente link:
https://phet.colorado.edu/es/simulation/electric-hockey
Antes de comenzar asegurate que estén estas opciones marcadas en el display:
i) Campo
ii) Trazar
iii) El disco es positivo
iv) Dificultad 1
a) Colocando la mínima cantidad posible de cargas (positivas y/o negativas), lográ
meter un Gol en el arco esquivando la barra central. Podes guardarte la imagen final
de tu experimento con un print script para continuar respondiendo.
b) Con esa configuración, responde las siguientes preguntas:
i) ¿Con qué criterio ubicaste las cargas positivas y/o negativas?
ii) ¿Qué podes decir de la trayectoria marcada por el disco?
iii) ¿Qué representan las flechas? ¿Qué te sugiere el cambio de color de las mismas?
iv) ¿Qué sucede si ahora cambias la masa al cuadruple? ¿Obtenés el mismo
resultado? ¿Por qué?
v) ¿Qué crees que pasará si ahora sacas la opción “el disco es positivo”?
Comprobalo.
17) Realizar la próxima actividad con la simulación dada en el siguiente link:
http://phet.colorado.edu/sims/charges-and-fields/charges-and-fields_es.html
Antes de comenzar asegurate que estén estas opciones marcadas en el display:
i) Rejilla
ii) Mostrar números
iii) Cinta métrica
a) Se tienen dos cargas positivas separadas por una distancia de 4.5 m, el valor de las
mismas es Q1 = 1 nC y Q2 = 4 nC.
i) ¿ A qué distancia de Q1 se debe colocar un “sensor de Campo E” para que el
mismo experimente campo nulo?
ii) Si ahora marcas la opción “Mostrar campo E”, ¿tiene sentido tu respuesta
anterior? ¿Por qué?
b) ¿Cómo se modifica el caso anterior si ahora Q1 = 1 nC y Q2 = 8 nC?
c) ¿Qué sucede si Q2 es negativa? ¿Encontrás algún lugar para colocar el sensor de campo
que tenga campo cero?