CICLO BÁSICO ADMISIÓN 2008-I
FÍSICA CARGA ELÉCTRICA: 01. ¿Cuáles de las siguientes proposiciones son correctas? I. Dos cuerpos están cargados positivamente, el de mayor carga tiene un mayor número de protones. II. Dos cuerpos están cargados negativamente, el de menor carga tiene un menor número de electrones. III. El principio de conservación de la carga es una consecuencia de la conservación de la masa. A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Todas E) Ninguna 02. Si dos esferitas conductoras (inicialmente en contacto) se cargan por inducción, entonces I. La de mayor radio adquiere mayor cantidad de carga. II. La de menor radio transfiere su carga a la de mayor radio. III. Las cargas en las esferas son de igual signo. A) VVV B) VVF C) VFV D) FFV E) FFF 03. Determine la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. Los cuerpos considerados malos conductores de la electricidad reciben también el nombre de “dieléctricos o aisladores eléctricos” II. Los cuerpos “conductores” son aquellos que tienen en sus átomos los electrones de valencia débilmente ligados al núcleo. III. El proceso de cargar un cuerpo, por “frotamiento”, consiste en la CEPRE-UNI
SEMINARIO Nº 05
transferencia de algunas cargas de un cuerpo al otro. A) VFV B) VVF C) VVV D) FVV E) FFF 04. Indicar la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. Todo cuerpo posee carga eléctrica. II. Un determinado cuerpo se carga por inducción, cuando no gana ni pierde electrones. III. Si un cuerpo adquiere una carga eléctrica de – 2 C, sus átomos ganan en total 12,5 trillones de electrones. A) VFV B) FVF C) FFV D) VVF E) VVV LEY DE COULOMB: 05. Halle el módulo de la fuerza electrostática resultante sobre la carga +q (en N). Datos: q = 2πε0 ; a = 1 m –q
a
A) 1 D)
5 2
2q
a
+q
B) E)
1 2
C)
5
5 4
06. En el sistema en equilibrio mostrado, las cargas son de la misma magnitud y tienen una masa de 10 g. cada una. Determine la carga de una de ellas (en µC) si los elementos que las sostienen son aislantes.
FÍSICA
1
CICLO BÁSICO ADMISIÓN 2008-I
SEMINARIO Nº 05
45°
5 cm Q
0,3 m
6 cm
Q
A) 1 D) 2,5
B) 1,5 E) 3,0
A) 10 D) 30
C) 2
07. Tres cargas puntuales, fijas, en las posiciones mostradas: +Q, –Q y –2Q se encuentran distribuidas como se muestra. Determine el módulo de la fuerza eléctrica resultante sobre +q0. Dato:
Q⋅q
4 πε0R
2
=F q0
–Q
+Q
R
3F 4 5F D) 4
A)
R
B)
–2Q
R
4F 3
C)
4F 5
B) 15 E) 50
C) 20
10. Dos cargas eléctricas puntuales se repelen mutuamente con una fuerza de 60 µN. Si una de las cargas se triplica y la distancia entre ellas se reduce en 25%, calcule la nueva interacción electrostática (en µN). A) 300 B) 320 C) 480 D) 600 E) 720
11. Se tienen cuatro cargas eléctricas, colocadas en los vértices de un hexágono regular como se muestra en la figura. En términos de k, q y a, halle la magnitud de la fuerza eléctrica sobre la carga Q = 4q . +3q
E) F
08. La fuerza de atracción entre dos cargas es 30 N ¿Cuál será el nuevo valor de la fuerza (en N) si una se duplica, la otra se triplica y la distancia se reduce a la mitad? A) 240 B) 560 C) 660 D) 720 E) 900 09. Se tienen dos pequeñas esferas con masas iguales con cargas de 2 µC y 3 nC respectivamente, si estas se encuentran en equilibrio. Determine (en g) la masa de cada esferita.
CEPRE-UNI
5 cm
Q = +4q
+2q
$j
$i +3q 2
A) k
2
q a
B) 2k
2
a 2
D) 4k
q a
2
2
q
C) 3k
2
q a
2
2
E) 4 3
kq a
2
12. En el sistema mostrado en equilibrio las masas m1 = 6 kg y m2 = 4kg tienen la misma carga q = 40 µC . Determine la distancia de separación (en cm) entre m1 y m2 si se sabe que la tensión T es de 130 N. FÍSICA
2
CICLO BÁSICO ADMISIÓN 2008-I
SEMINARIO Nº 05 y R
m1 T
3m m2
A) 10 D) 40
B) 20 E) 50
C) 30
2m
Q 3 A) −4 × 10 $j 3 C) −9 × 10 $j
CAMPO ELÉCTRICO:
13. Determine la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. El campo eléctrico en la superficie de los conductores cargados es perpendicular solo en ciertas regiones. II. En todo conductor en equilibrio el campo eléctrico interior es nulo. III. Solo la superficie de un conductor es equipotencial. A) VFF B) FFF C) FVF D) FFV E) FFF
x
P
3 B) 9 × 10 $j 3 D) 4 × 10 $j
2 E) 6 × 10 $j
16. Se tienen 2 cargas puntuales ubicadas en el eje y, equidistantes del origen. Cuando q1 = q y q2 = − q halle el vector campo eléctrico en P para
(
2
x = d . considere : α = kq / d
)
q2
d
14. De una esfera de 1 cm de radio salen 10 líneas de fuerza tal como se muestra en la figura. Calcular la intensidad del campo eléctrico (en kN/C) sobre la carga de 3 µC , si se encuentra a una distancia de 1 m de la esfera. – 3 µC
A) 90 D) 105
B) 95 E) 110
C) 100
15. El campo eléctrico en el punto P es 3 N$ 9 × 10 i . Determine el campo C eléctrico en el punto R en N/C, generando por la carga eléctrica Q. CEPRE-UNI
P
x d q1
2 $ αi 2 2 $ αi D) − 2
A)
B) −
2 $ αj 2
C)
2 $ αj 2
E) 0
17. Se tienen 2 cargas puntuales positivas como las mostradas en la figura. Dibuje las líneas de campo y hallar la carga que ubicada en x = 2r anule el campo eléctrico generado por las dos cargas, en el punto P, para esto último considere r >> a .
FÍSICA
3
CICLO BÁSICO ADMISIÓN 2008-I
SEMINARIO Nº 05
20. El potencial eléctrico en el punto A debido a la carga “q” colocada en el punto valo 10 V. ¿Cuál es el potencial en el punto B (en V)?
q
a r
x
A
P a q
x
O
A) q D) – 2q
B) – q E) q/2
C) 2q
q 2x
18. Dos cargas puntuales Q1 = 12 µC y
Q2 = −9 µC , se disponen como se muestra en la figura. Hallar la magnitud 5 N en el del campo eléctrico en 10 C punto P. Q1
Q2
+
–
P
10 cm 15 cm
A) 108 D) 324
B) 216 E) 432
B
A) 3 D) 6
B) 4 E) 7
C) 5
21. Se tienen 8 cargas puntuales idénticas −19
de q = 4,8 × 10 C , dispuestas en los vértices de un cubo de lado −10
l = 10 m . Determine el potencial (en V) generado por el sistema de cargas en el centro del cubo. P
C) 234 q
POTENCIAL ELÉCTRICO: l
19. La figura muestra la carga eléctrica −9
Q = −1,6 × 10 C , calcule la diferencia de potencial VS − VP (en volt) si R = 0,2m . P R S 2R
Q(–)
A) –108 D) 108
CEPRE-UNI
B) –36 E) 136
A) 66,51 D) 266,04
B) 133,02 E) 398,50
C) 162,92
22. Se tienen 4 cargas positivas iguales cada una de valor Q situados en los vértices de un cuadro a. ¿Qué trabajo (en J) es necesario realizar para llevar una carga positiva q0 desde A hasta B a lo largo de la trayectoria mostrada en la figura?
C) 36
FÍSICA
4
CICLO BÁSICO ADMISIÓN 2008-I
SEMINARIO Nº 05 A q1 +
a/2 A
Q
Q
d
l/2
l = 20 cm
l a/2 Q
a/2
A) – 20 D) 10
B) – 10 E) 20
C
A) 1,8 D) 4,5
Q
B
C) 0
23. En una región del espacio, el potencial electrostático está dado por 3 V(x) = ( x − 2 ) volt donde x está en m. 4 Determinar la magnitud de la fuerza (en 10–19 N) necesaria para llevar un electrón en equilibrio del punto P al punto Q, por la trayectoria indicada, si la fuerza eléctrica sobre el electrón es paralela a $i
B) 2,7 E) 5,54
A)
V
B)
x
x V
V
A) 0,8 D) 2,8
V
P
6
O
C) 3,6
25. Un campo eléctrico uniforme de E (N / C ) tiene la dirección y sentido del semi eje x negativo. El potencial es nulo en el origen. El potencial en x = −3 m es de – 9 kV, señale la gráfica que muestra la dependencia correcta del potencial V con x.
y(m)
3
B - q2
l/2
Q
C)
R
3
B) 1,2 E) 3,2
7
D)
C) 2,0
24. En el sistema se muestran dos partículas cargadas q1 = 20 µC y
x
x
x(m)
V
E) x
q2 = −5µC fijas a las posiciones A y B respectivamente. Determine el trabajo que se debe hacer para mover una carga q = 4µC desde C hasta d a velocidad constante.
CEPRE-UNI
FÍSICA
5
CICLO BÁSICO ADMISIÓN 2008-I
SEMINARIO Nº 05 v
CARACTERÍSTICAS DE LOS CONDUCTORES:
26. Indique la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones; respecto a un conductor eléctrico. I. La densidad de carga en la superficie de cualquier conductor es uniforme. II. La densidad de carga en el interior de un conductor cualquiera es siempre cero. III. Si un cuerpo conductor, cargado con una carga Q, se pone en contacto con otro cuerpo conductor cualquiera, reparte su carga en partes iguales (Q/2 cada uno) A) VVV B) VVF C) VFV D) FVF E) FFF
++ ++ ++ ++ + + + + + + + + + + + + + + + + + ++ ++ ++
x
v
v
x
x
B)
A)
v
v
27. ¿Cuál de los esquemas representa mejor a un conductor cargado? x
+++ + + + +
+ + + + +
A)
+
+
+
+
+ +
+
D)
+
v
C)
+
+
D)
+ + + ++
B)
x
C)
+
+
–
E) –
+ +
–
–
E)
28. La figura representa una esfera de radio r en equilibrio electrostático. Indique el diagrama correcto del potencial eléctrico respecto de la distancia al origen de coordenadas.
29. Indique los gráficos correctos de un conductor cargado en equilibrio electrostático, indicando el sentido de las líneas de fuerza. – – – –– – –– – – – – –– –– – – – ––
+ + + +++ ++ + + + + + + + ++ + + + + +++
(I)
CEPRE-UNI
x
(II)
FÍSICA
6
CICLO BÁSICO ADMISIÓN 2008-I
SEMINARIO Nº 05
I. La resistencia se ha duplicado. II. La resistividad se mantiene igual. III. La magnitud del campo eléctrico ha cambiado. ¿Cuál de las proposiciones son correctas? A) Ninguna B) I C) II D) III E) Todas
+++++ + ++ + + + + + ++ + + + ++ +
(III) A) Solo I C) Solo III E) Solo I y III
B) Solo II D) Solo I y II
33. Determine la diferencia de potencial (en 10–2 V) entre los extremos de un conductor, cuya resistividad es
RESISTIVIDAD:
30. En el circuito mostrado. Determine la corriente (en A) que circularía por el conductor del doble de longitud y doble de sección. Si por la figura del circuito la f.e.m. entrega 10 A de corriente.
L
ε
A) 3 D) 10
LEY DE OHM:
I
B) 5 E) 20
C) 8
31. Un alambre de 1000 m de longitud, −8
cuya resistividad es 5 ⋅ 10 Ω.m está conectado a una caída de tensión de 100 V. ¿Cuál deberá ser su sección transversal (en mm2) si queremos que la corriente que la atraviese tenga una intensidad de 2 A? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5
−8
Ωm, longitud 16 π m y 4 mm de diámetro, si la corriente es de 5 A. A) 6,5 B) 13 C) 26 D) 52 E) 84 2,6 × 10
34. Indique la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. La resistencia en los superconductores es muy pequeña. II. En los conductores a temperatura constante es aplicable la ley de Ohm. III. Existen materiales cuya resistividad cambia con la temperatura. A) VVV B) VVF C) VFV D) FVV E) FFF 35. Dos conductores metálicos A y B son sometidos a diferentes voltajes de tal forma que se han obtenido corriente vs. voltaje representado en el siguiente diagrama. Determine la relación de resistencias RA/RB. I(mA)
A
B
18
32. Un cilindro de longitud L y área transversal A se conecta a una fuente de voltaje V, dando una corriente I. Si al cambiar por otro cilindro del mismo tamaño geométrico, la nueva corriente vale 2I, se propone: CEPRE-UNI
0
2
FÍSICA
6
V(V)
7
CICLO BÁSICO ADMISIÓN 2008-I
1 6 4 D) 5
SEMINARIO Nº 05
1 3 5 E) 7
A)
B)
C)
2 3
36. Una diferencia de potencial de 100 V produce una corriente de 3 A en una resistencia determinada. ¿Cuál es la corriente (en A) cuando la diferencia de potencial es de 25 V? A) 0,5 B) 0,75 C) 1,0 D) 1,25 E) 1,5 37. Entre los bornes x e y del siguiente arreglo resistivo se aplica una diferencia de potenciales de 40 V, si la intensidad de corriente por xz es de 2,5 A. Determine la magnitud de la resistencia equivalente (en Ω) del arreglo ( R = 10Ω ). R
x
41. Determine la resistencia equivalente aproximadamente entre “x” e “y”. Todas las resistencias son de valor R.
R
V y
R
R
A) 16 D) 22
B) 18 E) 30
R R R R
16R 5 17R D) 5
A)
c R1
R
C) 20
38. En el circuito mostrado cuando el cursor C está en (a) la corriente en el circuito es de 4 A y cuando está en (b) es de 1 A. Hallar el valor de la resistencia R1 (en Ω) si V = 12 V .
b
40. Por un material conductor fluye corriente de 2 A cuando se le aplica un voltaje de 5 V. Si luego, al duplicar el voltaje la corriente se reduce a la mitad, identifique la veracidad (V) o falsedad (F) de las proposiciones: I. La resistencia inicial vale 10 Ω II. La resistencia final vale 10 Ω III. El material es no óhmico A) VVV B) VFV C) FVV D) VFF E) FVF
ASOCIACIÓN DE RESISTENCIAS:
R
z
39. En cuanto cambia, aproximadamente, la resistencia de un conductor si su longitud aumenta en 1% y su sección transversal disminuye en 1% A) disminuye 3% B) aumenta 3% C) disminuye 2% D) aumenta 2% E) no cambia
R2 a
R
R
R
B)
19R 4
C)
17R 4
E) 7R
+V–
A) 1 D) 7 CEPRE-UNI
B) 3 E) 9
C) 5 FÍSICA
8
CICLO BÁSICO ADMISIÓN 2008-I
SEMINARIO Nº 05
42. Halle Rab si R = 6 Ω R/2
a
3R R
2R 2R
2R
45. Respecto a la siguiente asociación de resistencias, calcule la resistencia equivalente (en Ω) entre A y B, si R = 6 Ω. R
b
R R
R
A
2R
B
R
A) 6 D) 12
B) 3 E) 18
C) 9
A) 2 D) 8
43. Si la resistencia equivalente entre “A” y “B” es 5 Ω, ¿cuál es la resistencia entre los puntos A y C. (en Ω)? C
6
C 4
B) 3 E) 8
C) 4,2
R=1Ω S
8Ω
2Ω
C)
R 2
47. Halle la resistencia equivalente (en Ω) entre los puntos a y b. R = 3 Ω b
R
44. Determine la resistencia (en Ω) equivalente entre los puntos a y b, cuando el interruptor está abierto respecto de la resistencia equivalente entre a y b cuando el interruptor está cerrado.
4Ω
2 R 3 R E) 3
B)
a
a
C) 6
46. Tres resistencias iguales c/u de ellos de R(Ω) se conectan en todas las combinaciones posibles (en serie y en paralelo). ¿Cuál es la menor resistencia equivalente? R 4 3 D) R 2
A
A) 2 D) 5,2
B) 4 E) 10
A)
R
R
R
R R R
A) 1,0 D) 2,5
R
B) 1,5 E) 3,0
C) 2,0
48. Calcular la resistencia equivalente (en Ω) entre los puntos P y Q del circuito mostrado. 9Ω
4Ω
12 Ω
Q
6Ω
12 Ω
b
A) 0,50 D) 4,25
CEPRE-UNI
B) 1,09 E) 5,25
C) 2,50
P
A) 7 D) 15
3Ω
B) 8 E) 17 FÍSICA
9Ω
C) 13 9
CICLO BÁSICO ADMISIÓN 2008-I
SEMINARIO Nº 05
49. Todas las resistencias del circuito son de 8 Ω. La resistencia equivalente (en Ω) entre x e y es:
x
52. En el siguiente circuito calcule la corriente que circula y su sentido. 8Ω
y
12 V
4V
10 Ω
A) 1 D) 4
B) 2 E) 5
A) 1/3, horario C) 1, horario E) 2/3, antihorario
C) 3
FEM:
50. Si el voltaje entre los terminales de una batería de resistencia interna 0,2 Ω es de 10 V cuando la resistencia de carga es 5,6 Ω, halle la corriente (A) circulante y la fem (V) de la batería. A) 0,89 y 10,36 B) 1,78 y 10,36 C) 1,78 y 5,18 D) 0,89 y 5,18 E) 3,56 y 20,72
B) 2/3, horario D) 1/3, antihorario
53. En el circuito mostrado determine la diferencia de potencial entre los puntos A y B (en volt.) 10 V
20 Ω
A
20 Ω
40 V 20 Ω B
LEYES DE KIRCHHOFF:
51. Del circuito eléctrico, mostrado, halle la magnitud de la intensidad de corriente (en A) que pasa por la resistencia de 4 Ω. 2Ω
A) 10 D) 24
B) 20 E) 30
20 V
C) 22
54. En la figura se muestra parte de un circuito, calcule la corriente (en A) en la resistencia de 2 Ω . 5Ω
4Ω
4V
0,1 A
1A
6V
2Ω 10 V
A) 0,25 D) 1,5
CEPRE-UNI
B) 0,75 E) 2,0
C) 1,0 A) 0,2 D) 1,1
B) 0,3 E) 5 FÍSICA
C) 0,9
10
CICLO BÁSICO ADMISIÓN 2008-I
SEMINARIO Nº 05
55. En el circuito mostrado determine la corriente, en A, que pasa por la fuente E1. ε1 = 12 V
ε2 = 12 V
4 Ω 3
1 3 7 D) 2
2 3 9 E) 2
A)
B)
C)
5 2
56. Por la rama AB de un circuito circula una intensidad de corriente de 2 A en el sentido indicado. Si el potencial en el punto A es de 100 V. Determine el potencial en el punto B (en V).
POTENCIA ELÉCTRICA:
58. Un alambre de 5 Ω de resistencia se conecta a una batería cuya fem es de 2 V y cuya resistencia interna es de 1 Ω. Después de 2 min. a) ¿Cuánta energía (en J) se ha transferido de la forma química a la forma eléctrica? b) ¿Cuanta energía (en J) aparece en el alambre como energía térmica? A) 40; 33,3 B) 80; 66,6 C) 13,3 ; 66,6 D) 40 ; 60 E) 60 ; 40 59. En el circuito de la figura calcule en W la potencia de salida de la batería.
ε = 12 V r = 1Ω
8Ω A
A) 25 D) 74
B
30 V
10 V
B) 32 E) 86
C) 64
57. Calcule la potencia entregada al circuito (en W) por ε 2 mostrado en la figura. Considere R1 = 2R2 = 2 Ω ; ε1 = 2 ε2 = 2 V
ε2
ε1
R = 10 Ω A) 13,1 D) 10,4
B) 12,6 E) 9,6
C) 11,9
60. En la figura la fuente de fem es ε = 12 V con una resistencia interna r = 0,5 Ω . Todas las resistencias están en Ω . Halle la potencia entregada por la fuente en W.
R2
2Ω
1,5 Ω r
R1
A) 0,5 D) 2,0
B) 1,0 E) 3,0
C) 1,5
+ ε -
A) 12 D) 36 CEPRE-UNI
4Ω
4Ω 4Ω
B) 20 E) 40 FÍSICA
C) 24 11
CICLO BÁSICO ADMISIÓN 2008-I
SEMINARIO Nº 05
61. Dos resistencia idénticas de 100 Ω c/u se conectan en serie a una fuente de 200 voltios y se introducen en “m” kg de agua a la temperatura de 20 °C observándose que el agua hierva después de 0,4 h. Si en lugar de conectarlas en serie, se hubieran conectado en paralelo, el tiempo (en min) para que el agua hierva será: A) 3 B) 6 C) 9 D) 12 E) 15
P
E) I
64. En el circuito de la figura los medidores son ideales ¿cuál es la lectura en el amperímetro en ampere y en el voltímetro en volt? V
62. En el siguiente circuito calcule la suma (en W) de las potencias en R1 y R2. R1
R = 10 Ω
I = 2A
10V
ε= 3 V r =1Ω
3Ω A
R2
A) 6 D) 9
B) 7 E) 10
C) 8
MEDICIONES ELÉCTRICAS (A, V):
63. ¿Cuál de las siguientes figuras corresponde a la relación entre la potencia disipada versus la corriente en un elemento óhmico? P
P
A)
A) no se puede obtener los valores de V e I, porque no se conocen la resistencia de los instrumentos de medición. B) 0,27 3 C) 0,27 2,7 D) 0,22 2,7 E) 0,11 2,2 65. Por el circuito mostrado, determine la lectura del amperímetro ideal (A), en ampere.
B) 20 V
P
P
4Ω
A) 2 D) 5
B) 3 E) 6
C) 4
D) I
CEPRE-UNI
A
I
I
C)
2Ω
I
FÍSICA
12
CICLO BÁSICO ADMISIÓN 2008-I
SEMINARIO Nº 05
66. En el circuito el voltímetro ideal registra 25 V. Halle la corriente que suministra la fuente en mA.
ri = 2 Ω
ε
A
V
200
+
69. En el circuito de la figura el voltímetro (V) y el amperímetro (A) son ideales, determine sus registros (en V y en A) respectivos.
-
12 V
A) 25 D) 125
B) 50 E) 10
2Ω
V
C) 15 4Ω
67. Determine la lectura del amperímetro ideal (en A).
A) 1 ; 2 D) 4 ; 6
B) 2 ; 1 E) 2 ; 12
C) 2 ; 4
20 V
10 Ω
6Ω
A
70. En el circuito de la figura el amperímetro ideal registra 2A, ¿cuál es el registro del voltímetro ideal (en V)? 2Ω
4Ω 8V
A) 0,5 D) 2,5
B) 0,6 E) 5,0
A
C) 1,5
V
ε
68. En el circuito mostrado, determine la lectura del voltímetro (en V) y amperímetro, (en A) ideales.
1Ω
A) 4 D) 12
A
4Ω
3Ω
B) 6 E) 0
C) 8
6Ω
20 V
V
A) 0 ; 0 D) 20 ; 0
CEPRE-UNI
B) 0 ; 2 E) 20 ; 2
C) 10 ; 2
FÍSICA
13
