4
Física Electrodinámica II 1.
4Ω
Se muestra un circuito eléctrico simple donde la fuente es real. Indique verdadero (V) o falso (F) según corresponda. I. Si aumentamos R, la eficiencia de la fuente aumenta. II. Si disminuye r , la eficiencia de la fuente disminuye. III. Si aumentamos R, la fem de la fuente disminuye. IV. Si aumentamos R, el voltaje de la fuente aumenta.
2Ω
25 V V
15 V
10 V
A 6Ω
A) 21 V D) 17 V 4.
B) 25 V
C) 31 V E) 15 V
Las 2 fuentes que se muestran son idénticas (ξ=20 V; r =1 kΩ). ¿En cuánto varía la lectura del amperímetro ideal al cerrar el interruptor (s)?
(s)
R
ε
r
A
R=9
A) FFFV D) VVFV 2.
B) VFFV
C) VFFF E) FFFF
A) aumenta en 0,1 mA B) disminuye en 0,1 mA C) no varía D) aumenta en 0,2 mA E) disminuye en 0,2 mA
En el circuito eléctrico mostrado, determine la lectura del amperímetro ideal. ( R=3 Ω). 2 R
30 V
20 V
5.
2 R
R
kΩ
En el circuito que se muestra tenemos 2 amperímetros y 2 voltímetros iguales. Los amperímetros 1 y 2 registran como lectura 100 µ A y 99 µ A, respectivamente. El voltímetro 1 indica 10 V, determine la lectura del voltímetro 2.
A A 1
A) 1 A D) 2,25 A 3.
B) 1,25 A
C) 1,5 A E) 2,5 A
Considerando el voltímetro ideal, determine su lectura.
A 2
V 2
V 1
A) 0,01 V D) 0,5 V
B) 0,1 V
2
C) 1 V E) 5 V
Física 6.
En el circuito se muestran dos baterías idénticas conectadas a una resistencia R=1 Ω, por la que circula una corriente de intensidad I . Si el circuito se alimenta con una sola batería, la corriente en R disminuye en un 40%. Determine la resistencia interna de una de las baterías. ε; r
150 V
ε; r
A) 240 W D) 100 W
I
R
A) 0,15 Ω D) 0,20 Ω 7.
9.
B) 0,25 Ω
C) 0,10 Ω E) 0,40 Ω
Para medir una resistencia de valor desconocido R, se usa un voltímetro con una resistencia interna de 10 kΩ y un amperímetro de resistencia interna 1 Ω, tal como se muestra. Si las lecturas del voltímetro y amperímetro son 48 V y 8 A, respectivamente. Determine el valor de R (en Ω).
B) 160 W
Se tienen 3 foquitos idénticos y se muestran 3 formas distintas de conectarlos. Si en cada caso se conecta una misma pila (ξ; r ), indique en que caso la pila se consume más rápido.
(a)
(b)
V
R
C) 120 W E) 80 W
(c)
A) caso a B) caso b C) caso c D) todos E) dependerá de r
A
r
ε
10.
A) 2 D) 6 8.
B) 3
C) 5 E) 8
Las bombillas eléctricas que se muestran son idénticas y su especificación técnica es 100 V – 80 W. Determine la potencia que disipa el circuito mostrado. 3
Un hervidor eléctrico está conectado a una fuente y logra elevar la temperatura de 0,5 L de agua de 20 ºC a 40 ºC en 2 minutos. Si el hervidor se conecta a una fuente del doble de volta je; ¿cuánto tarda en vaporizar completamente 1 L de agua inicialmente a 20 ºC? A) 4 min D) 17,5 min
B) 9 min
C) 13,5 min E) 31 min
Física Electromagnetismo I 11.
13.
Se muestran dos alambres conductores muy largos perpendiculares al plano P. Por ellos circulan corrientes 2 I e I , respectivamente, en sentidos opuestos. Determine la relación B1 / B2 entre el módulo del campo magnético total B1 en el punto (1) y el módulo del campo magnético total B2 en el punto (2).
2 i
En el gráfico se muestra a 2 conductores de gran longitud que transportan corriente. ¿Cuál es la ecuación de la recta que une a todos los puntos donde la inducción es nula? Y (cm)
4 A 6 A
4 cm
i
X (cm) O P
(1) (2)
2 r
r
A)
r
y
3 x =
B) y = C) y A) 1 D) 4 12.
B) 2
C) 3 E) 5
Se muestran las secciones transversales de 2 conductores de gran longitud. Determine I de tal manera que en P la inducción magnética sea la menor posible. P
14.
D)
y
E)
y
−
2 3 x 2
+
4
4
3 x = −
= −
2 3 x 2
−
+
4
4
3 x = −
2
Se muestra un conductor de gran longitud doblado de manera que sus partes forman entre si 90º. Determine en qué relación se encuentran los módulos de las inducciones magnéticas en A y B.
B d
37º 5 A
A) 1,8 A ⊗ B) 1,8 A C) 0,9 A D) 0,6 A ⊗ E) 0,9 A
I
45º
I
d A
A) 0,15 D) 0,50
B) 0,17
4
C) 0,20 E) 1
Física 15.
Se muestra un conductor de gran longitud do-
A) q1 es positiva, q2 es negativa y m1 > m2
blado de manera que sus partes son perpendi-
B) q1 es positiva, q2 es negativa y m1= m2
culares entre sí. Para el instante mostrado, de-
C) q1 es positiva, q2 es negativa y m1 < m2
termine la fuerza magnética sobre la partícula
D) q1 es negativa, q2 es positiva y m1 > m2
electrizada con –10 mC.
E) q1 es negativa, q2 es positiva y m1 < m2
Z
17.
Dos partículas de igual masa y electrizadas con la misma cantidad de carga fueron lanzadas en forma simultánea desde el origen del
200 m/s 2 A
Y (cm)
(0; 50; 0)
sistema de coordenadas con rapidez 2 v y 3 v. Indique verdadero (V) o falso (F) según corresponda. Desprecie efectos gravitatorios y la interacción entre las partículas. Además el campo
X
magnético homogéneo está confinado al primer cuadrante. I. Las partículas abandonan el campo al mis-
A) 1,6( î – k) µN
mo tiempo.
B) 1,6( î + ) µN
II. El radio de giro de la trayectoria de la partí-
C) 0,8( î – k) µN
cula (1) es 16 cm.
D) 0 ,8 î µN
III. Cuando la partícula (1) pasa por la posición
E) 0,8 µN
(16; 16) cm, la distancia que la separa de la partícula (2) es
16.
8 2 cm.
El gráfico muestra dos partículas con cargas q1 y q2 de igual valor absoluto y de masas m1 y m2, respectivamente, describiendo circunfe-
Y
(2)
rencias en una región donde existe un campo
B
magnético homogéneo perpendicular y en(1)
trante al plano del papel. Si las partículas se mueven con igual rapidez, ¿cuál de las siguientes alternativas es correcta? 0 B
q1
q2
m1
m2
A) VVV B) VVF C) FFV D) FVV E) VFF
5
16 cm
X
Física 18.
Una partícula electrizada positiva ingresa a una
A) 0,02 N
región donde se han establecido un campo
B) 0,04 N
eléctrico y otro magnético, ambos homogéneos.
C) 0,06 N
Indique verdadero (V) o falso (F) según corres-
D) 0,08 N
ponda. Desprecie efectos gravitatorios.
E) 0,1 N
I. Es imposible que la partícula siga una tra yectoria rectilínea.
20.
II. La partícula desarrollará un MCU. III. La F EL se mantiene constante mientras que la F mag aumenta.
El gráfico nos muestra un conductor de gran longitud y una espira conductora cuadrada de 20 cm de lado. Ambas transportan corrientes de 2 A y 4 A, respectivamente. Determine el módulo de la fuerza magnética sobre la espira.
F EL:
E
fuerza eléctrica
F mag:
20 cm
fuerza magnetica
4 A 2 A
B
A) VVV
A) 1,2 µN
B) VFV
D) 0,6 µN
B) 1 µN
C) 0,8 µN E) 0,4 µN
C) VFF D) FFV
Electromagnetismo II
E) FFF 21. 19.
La base de un cubo de 40 cm de arista se apoya
Determine el módulo de la fuerza magnética
sobre el plano x – y. En dicha región se ha
sobre el conductor que se muestra.
establecido un campo magnético homogéneo cuya inducción presenta un módulo de 0,8 T y
Y (cm)
B=0,2 T
es paralela al vector (– 1; 1; 0). Determine el flujo magnético entrante en el cubo.
16
A) – 32 mWb B) +64 mWb I =2
A
C) −64 D) −128
0
12
X (cm)
2 mWb 2 mWb
E) +128 mWb
6
Física 22.
La gráfica nos muestra el comportamiento del
Φmag (Wb)
Normal
flujo magnético (Φmag) con el tiempo a través
B
de una espira conductora. Indique verdadero
60º
(V) o falso (F) según corresponda. 2
I. En t=0,5 s y en=2 s, la corriente inducida es la misma.
t(s)
II. En t=4 s la corriente inducida presenta su
0
2
3
máximo valor. III. En t=7 s la corriente inducida es menor que
A) 20 V D) 80 V
en t=1 s. Φmag
(Wb)
25.
t(s)
0
1
A) FFF
3
5
8
B) VFV
B) 40 V
Una espira conductora se encuentra en el plano xy y en dicha región se ha establecido un campo magnético a lo largo del eje z y que varía con el tiempo de acuerdo a la gráfica. ¿Qué gráfica representa mejor el comportamiento de la corriente inducida en la espira? Considere para la corriente antihorario como positivo y horario negativo. B
C) FVV
D) VFF
(T) t(s)
E) VVV 2
0 23.
C) 60 V E) 120 V
A través de un enrollado de 20 espiras el flujo magnético varía con el tiempo de acuerdo a Φmag=(2 t2 – t+4) Wb
A)
B)
I
I
t: se expresa en segundos
Determine la fem inducida en el instante t=3 s y
t(s)
la fem inducida media para el intervalo (1; 3) s.
0
C)
A) 220 V; 70 V
t(s)
0
2
I
B) 220 V; 140 V C) 200 V; 70 V t(s)
D) 70 V; 200 V
24.
2
0
E) 110 V; 70 V La gráfica nos muestra el comportamiento del flujo magnético (Φmag) a través de un conjun-
D)
E)
I
I
to de 40 espiras conductoras y cuadradas de t(s)
lado 20 cm. Determine la fem inducida en el 0
instante t=3 s. 7
2
t(s)
0
2
Física 26.
La barra conductora que se muestra tiene una
A) VFF
resistencia eléctrica de 2 kΩ y rota uniforme-
D) VVF
B) FFF
C) FVF E) VVV
mente con 8 rad/s. Considerando que el riel circunferencial es conductor y de resistencia
28.
Para el caso que se muestra a continuación,
eléctrica despreciable, determine la corriente
indique verdadero (V) o falso (F) según corres-
que pasa a través de la barra de 80 cm de lon-
ponda.
gitud ( r =50 cm).
I. En la espira de la derecha el flujo magnético es saliente. B=0,5
II. Para las condiciones dadas, la lectura del
T
amperímetro es nula. III. Si R comienza a disminuir en la espira de la derecha se induce corriente en sentido
r
antihorario. A
R
r
A) 0,2 mA B) 0,25 mA C) 0,4 mA
27.
D) 0,5 mA
A) FVF
E) 0,8 mA
D) VVF
Sobre un plano horizontal, una barra conductora y lisa se lanza sobre unos rieles fijos y también conductores. Indique verdadero (V) o falso (F) según corresponda. I. La iluminación del foco se atenúa conforme
29.
B) FFF
C) VFF E) VVV
Una espira conductora circunferencial de 40 cm de radio se traslada con rapidez constante de 10 m/s debido a la acción de la fuerza F . Si la espira presenta una resistencia eléctrica de 2 kΩ, determine el mayor módulo de F . Desprecie efectos gravitatorios.
transcurre el tiempo. II. La barra desacelera conforme transcurre el tiempo.
B=0,5
T
v
III. El módulo de la aceleración de la barra disminuye con el tiempo. F
B
O
A) 0,8 mN
B) 0,6 mN
D) 3,2 mN
C) 1,6 mN E) 2,4 mN
8
Física 30.
Se muestra el perfil de una espira conductora
C) Desarrolla un MCU con 0,4 rad/s y un radio
rectangular que total uniformemente alrededor
de giro de 20 cm.
de un eje perpendicular al plano del papel. Indi-
D) Desarrolla un MCU con 0,2 rad/s y radio de
que verdadero (V) o falso (F) según corresponda.
giro de 20 cm.
I. El flujo magnético aumenta hasta el instante
E) La imagen no se traslada.
que la espira se coloca en forma vertical. II. Para el observador la corriente inducida es
32.
interna es altamente reflectora y la trayectoria
de sentido horario en todo instante.
seguida por un rayo de luz. Determine a.
III. La fem inducida en la espira es constante. eje
Se muestra una superficie esférica, cuya parte
ω
B α
Observador
A) VVV
B) FFV
C) FFF
D) VFF
E) VVF
Óptica geométrica I 31.
A) 18º
to en forma vertical se encuentra un espejo plano. Si el espejo comienza a rotar uniformemente con 0,2 rad/s alrededor de P, indique la alternativa correcta relación a la imagen del objeto.
C) 36º
D) 54º
Un objeto puntual se ubica en el origen de un sistema de coordenadas. Frente a él y dispues-
B) 22,5º
33.
E) 72º
El segmento ab que se muestra es de longitud y se encuentra frente a un espejo plano dispuesto en forma vertical. Un observador se encuentra ubicado en P y desea ver la imagen completa del segmento. Determine el tamaño necesario del espejo para lograr este fin.
Y (cm)
X (cm)
10 O
a
b
P
180 cm
P
A) Desarrolla un MCU con 0,2 rad/s y un radio de giro de 10 cm. B) Desarrolla un MCU con 0,4 rad/s y un radio de giro de 10 cm.
A) 90 cm D) 45 cm
9
B) 80 cm
C) 60 cm E) 30 cm
Física 34.
Un espejo cóncavo tiene un radio de curvatura
37.
El gráfico nos muestra un objeto y su imagen.
de 80 cm. Sea d la distancia de un objeto hacia
Indique, ¿cuál es la distancia focal del espejo
el espejo. Para que valores de d se logra una
utilizado?
imagen más grande que el objeto.
80 cm
A) d > 80 cm h
B) 40 cm < d < 80 cm
objeto Eje óptico principal
C) 0 < d < 40 cm y d > 80 cm D) 0 < d < 80 cm
3 h imagen
E) 0 < d < 40 cm 35.
Se muestra la trayectoria seguida por un rayo
A) – 30 cm
luminoso antes y después de incidir en un es-
D) +90 cm
B) +30 cm
C) +60 cm E) – 60 cm
pejo esférico de 40 cm de radio curvatura. Determine x.
38.
La imagen de un objeto, que se encuentra frente a un espejo esférico, presenta un aumento de +0,25. Si la separación entre la imagen y el objeto es 60 cm, determine la distancia focal del espejo.
eje óptico principal
A) +8 cm
B) –16 cm
C) +16 cm
D) –8 cm
E) –24 cm
60 cm 39.
El gráfico nos muestra un espejo convexo y 2 rayo de luz paralelos que inciden en él y se re-
x
flejan. ¿Cuál será el aumento lineal de la ima A) 60 cm
B) 45 cm
C) 30 cm
D) 20 cm 36.
gen de un objeto ubicado a 40 cm del espejo?
E) 15 cm
El objeto que se muestra se encuentra frente a un espejo cóncavo. ¿Qué alternativa representa
C
Eje óptico principal
mejor la imagen virtual de dicho objeto. 10 cm
A)
8º
B) C) D) E)
C
F
A) +0,64
B) – 0,64
D) +0,82
C) +0,46 E) – 0,46
10
Física 40.
Un objeto se encuentra frente a un espejo de
A) q > 15º
manera que su imagen presenta un aumen-
B) q > 45º
to lineal de – 1. Luego al desplazar el objeto
C) q > 30º
60 cm, paralelo al eje óptico principal, el au-
D) 15º < q < 30º
mento lineal es +2. Determine el radio de cur-
E) 30º
θ
vatura del espejo. 43.
A) 20 cm
Determine que alternativa corresponde a un enunciado incorrecto.
B) 40 cm C) 50 cm
A) Las lentes forman imágenes por refracción.
D) 60 cm
B) Las lentes bicóncavas siempre son divergentes.
E) 80 cm
C) Las lentes presenta 2 focos y si es conside-
Óptica geométrica II
rada una lente delgada, ambas distancias focales son iguales.
41.
Se muestra una esfera de vidrio transparente
D) Las lentes divergentes siempre forman imá-
ubicada entre 2 medios ópticamente distintos.
genes virtuales y más pequeñas que el objeto.
Un rayo de luz incide en forma horizontal, tal
E) Si el medio que rodea a una lente bicon-
como se muestra y luego sale al segundo me-
vexa presenta mayor índice de refracción que la lente, esta se comporta como una
dio en forma vertical. Determine a.
Medio 1
Medio 2 n
1
=
5 ; 3
lente divergente.
n
=
2
4 3
44.
Se muestra la trayectoria seguida por un haz de luz de rayos paralelos que incide en una lenta biconvexa. Indique verdadero (V) o falso (F) según corresponda.
α
I. El índice de refracción del medio que rodea a la lente es mayor que el de la lente. II. La lente no puede ser biconvexa sino bicóncava. III. La lente es divergente. A) 53º
B) 37º
C) 53º/2
D) 37º/2 42.
E) 16º
IV. Para cualquier posición de un objeto, la imagen siempre será virtual.
El gráfico nos muestra un prisma y un rayo
A) VVVV
luminoso que incide en forma perpendicular.
B) VFVV
¿Cuál debe ser la medida del ángulo q para
C) FFVV
que el rayo quede atrapado en el prisma
D) FFVF
( nprisma=2). Considere que el prisma es de
E) VFFV
grandes dimensiones. 11
Física 45.
¿Cuál es el aumento lineal de la imagen que
48.
Se tiene una lente plano - convexa dentro de
se forma al colocar un objeto de altura h en el
un medio de índice de refracción 1,8. El índice
foco de una lente divergente?
de refracción de la lente es 1,2 y el radio de la superficie convexa es 40 cm. ¿Cuál es la poten-
A) +2
cia óptica de dicha lente?
B) +1/2 C) no se forma imagen
A) – 1,12 D
D) – 1/2
D) +0,86 D
E) – 1 46.
B) 0,94 D
Se muestra la trayectoria seguida por 2 rayos
49.
C) – 0,83 D E) +0,92 D
Un objeto se encuentra frente a una lente, cuya
de luz antes y después de pasar por una lente
distancia focal es f =+20 cm, a 30 cm de dicha
convergente de 50 cm de distancia focal. Si en
lente. ¿A qué distancia, detrás de la primera,
P colocamos un objeto puntual, ¿a qué distan-
hay que colocar una segunda lente divergente
cia de la lente se forma su imagen?
( f = – 20 cm) para lograr que la imagen final tenga la misma altura que el objeto? A) 80 cm
P
B) 60 cm
D) 20 cm 37º 53º
Eje óptico principal 50.
C) 40 cm E) 10 cm
La distancia mínima de visión nítida de un hipermétrope es de 50 cm. ¿Cuál será esta distancia cuando la persona se auxilia con anteo jos de distancia focal 30 cm?
A) 32,25 cm B) 30, 75 cm
A) 15,6 cm
C) 28,125 cm
D) 16,8 cm
B) 15,7 cm
C) 16,75 cm E) 18,75 cm
D) 24,375 cm
Introducción a la física moderna
E) 20,5 cm 47.
La distancia entre un objeto y una pantalla
51.
¿Cuál es el módulo de la cantidad de movi-
es 0,8 m. Entre ellos se ubica una lente cuya
miento de un fotón que presenta una energía
distancia focal es +15 cm.
de 9×10 – 19 J?
¿A qué distancia de la pantalla se debe ubicar la lente para tener una imagen nítida, de ma yor tamaño que el objeto y que pueda ser observada desde cualquier posición? A) 40 cm D) 20 cm
B) 60 cm
A) 10 – 26 kg m/s B) 9×10 – 27 kg m/s C) 4,5×10 – 27 kg m/s
C) 50 cm
D) 2×10 – 27 kg m/s
E) 30 cm
E) 3×10 – 27 kg m/s 12
Física 52.
Philip Lenard determinó que los fotoelectro-
En un experimento de efecto fotoeléctrico la
nes liberados del zinc por rayos ultravioleta
radiación incidente es de frecuencia f y el vol-
podrían ser detenidos utilizando un voltaje de
taje de frenado es V . ¿Cuál será el nuevo volta-
4,3 V . Determine la máxima rapidez de los fo-
je de frenado, si la frecuencia de la radiación
toelectrones.
incidente se duplica?
6
6
h: constante de Planck
6
A) 0,8×10 m/s B) 10 m/s
C) 1,2×10 m/s
6
q: cantidad de carga del electrón
6
D) 1,6×10 m/s 53.
55.
E) 2×10 m/s A) V
Con relación al voltaje de frenado (V F) en el
B) 2V
C) 2V +
hf q
efecto fotoeléctrico, indique verdadero (V) o falso (F) según corresponda.
D) V +
I. V F aumenta si la frecuencia de la radiación incidente es mayor.
II. V F aumenta si la intensidad de la radiación incidente es mayor.
III. V F es independiente del metal sobre el cual se hace incidir la radiación. A) FFF
B) VFF
54.
q
hf q
En 2 casos de efecto fotoeléctrico se obtuvo la siguiente gráfica para el comportamiento de la intensidad de la fotocorriente y el voltaje aplicado a la misma. Indique verdadero (V) o se hizo incidir luz de la misma frecuencia. I. En el caso I, el material presenta mayor fre-
E) VVV
cuencia umbral que en el caso II.
La gráfica nos muestra el comportamiento del voltaje de frenado (V F) en función de la frecuencia de la radiación incidente sobre 2 placas metálicas A y B. Indique verdadero (V) o falso (F) según corresponda.
II. En ambos casos la intensidad de la radiación incidente es la misma. III. En el caso I la intensidad de la corriente de saturación es mayor que en el caso II. IV. En ambos casos cuando el voltaje aplicado es nulo cesa el efecto fotoeléctrico.
I. a y b siempre deben ser iguales.
E) V +
falso (F) según corresponda. En ambos casos
C) VFV
D) FFV
56.
2 hf
II. B presenta una función trabajo mayor que la de A.
I
(fotocorriente) Caso I Material A
III. Cuando f = f 2, el voltaje de frenado para la placa A será V F=( f 2 – f 1) tanb.
Caso II Material B
A) VVV
V F
B) VFF
O
C) FFV A
D) FFF
V (Voltaje Aplicado)
B
E) FVV α O
f 1
β f 2
13
f
A) VVVV D) FFFF
B) FFFV
C) VFFV E) VFVF
Física 57.
Sobre una superficie metálica incide una ra-
II. Para rayos X de longitud de onda 0,1 nm su frecuencia es 3×1018 Hz.
diación de 0,15 mm de longitud de onda. Si la función trabajo es la tercera parte de la energía
III. La energía de un fotón de rayos X, de frecuencia 3×1018 Hz, es 12,5 keV.
del fotón incidente. ¿Cuál es la rapidez máxima de los fotoelectrones emitidos?
A) FVF A) 2,2×106 m/s B) 16×105 m/s C) 12×106 m/s D) 14×105 m/s
C) VFF
D) FFF
E) FFV
E) 28×105 m/s 60.
58.
B) VVV
Los electrones mostrados son acelerados des-
Se muestra la gráfica E C máx para el efecto fo-
de el reposo por un campo eléctrico, al im-
toeléctrico. Determine la frecuencia umbral
pactar con un material duro (blanco) experi-
del material fotosensible (en 10 14 Hz).
mentan una grande aceleración, generándose rayos X. Si la longitud de onda de los rayos X es
E C max(eV)
0,02 nm, ¿cuál es el voltaje (en kV) acelerador? Considere que toda la energía cinética del
0,125
electrón se transforma en radiación (rayos X). h=6,63×10 – 34 J · s. E
14
f (10 Hz)
12,5 v=0
A) 6,2
B) 8,4
D) 22,2 59.
C) 12,5 E) 32,2
–
– –
v=0
–
–
blanco
–
Indique las proposiciones verdaderas (V) o
Rayos X
falsas (F) respecto a los rayos (X). I. Son OEM y en el vacío presentan una rapi18
dez de 3×10 m/s.
A) 20 kV
B) 42 kV
D) 72 kV
C) 62 kV E) 80 kV
CLAVES
14
