Problemas resueltos



Fuerzas y campos eléctricos

    1. Una esfera tiene una carga negativa de 672 x 1019 C. ¿Cuántos electrones tiene en exceso?

    2. Determina la carga neta sobre una esfera que contiene 8 x 107 electrones y 7.6 x 107 protones.

    3. Dos cargas puntuales de -4μC y 12μC se encuentran separadas una distancia de 1mm en el vacío. ¿Cuál es el valor de la fuerza electrostática entre ellas?

    4. ¿Cuál es el valor de la fuerza neta sobre la carga eléctrica q3 = 2 C que se encuentra ubicada entre las cargas eléctricas q1 = 12 C y q2 = 10 C?


    5. Tres cargas puntuales iguales de 1μC se colocan en los vértices de un triángulo equilátero. A) ¿Cuál es el valor de la fuerza neta sobre q2? B) ¿Cuál es la dirección de la fuerza neta sobre q2?

    6. Las moléculas de aire húmedo se ionizan en un campo eléctrico generado por una carga eléctrica de 3 x 10-6 N/C. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza eléctrica sobre un electrón en dicho campo?

    7. Determina la aceleración de un protón (q= 1.6 x 10-10 C y m=1.67 x 10-27 kg) en un campo eléctrico de intensidad constante de 0.4 kN/C, ¿cuántas veces es más grande esta aceleración que la debida a la gravedad?

    8. ¿Cuánto trabajo se requiere para llevar un electrón desde la terminal positiva de una batería de 6 V hasta la terminal negativa?

    9. Una carga eléctrica de 10 μC está separada 4 cm de otra carga eléctrica de 4μC. ¿Cuál es la energía potencial eléctrica de dicho sistema?

    10. a) Determina la diferencia de energías potenciales eléctricas de la carga entre los dos puntos, b) determina la diferencia de potencial entre los dos puntos.


    11. Tres cargas eléctricas iguales de 6 μC se colocan en los vértices de un triángulo isósceles. Determina el potencial eléctrico en el punto medio de la base.


Circuitos y corriente eléctrica

 1. Un tostador eléctrico tiene una resistencia eléctrica de 20 Ω cuando está caliente. ¿Cuál es  el valor de la intensidad de corriente eléctrica que circula por él, al conectarlo a una línea de 120  V?


 2. ¿Qué potencia eléctrica consume una parrilla en cuyos extremos hay una diferencia de  potencial de 120 V y que por su resistencia eléctrica circula una corriente de 6 A?


 3. El costo de la energía transmitida a un pueblo es de $0.50/ kW h. A este precio determina el  costo de la energía utilizada por una lámpara de 75 Ω encendida tres días, conectada a una  fuente de voltaje de 120 V.



 4. En el circuito de la figura determina : a) la intensidad de la corriente eléctrica que circula por    él, b) la potencia consumida por el resistor, c) la potencia proporcionada por la batería y
  d) la  energía eléctrica proporcionada por la batería durante una hora.




 5. Dos resistores de 25 Ω cada uno se conectan en serie. Esta combinación se conecta entre  las terminales de una fuente de 150 V. a) ¿cuánta corriente eléctrica circula por la fuente?, b)  ¿cuál es la diferencia de potencial entre las terminales de cada resistor?, c) ¿cuánta energía  consumen los dos resistores en 10 s?


 6. Una batería tiene una fem de 12 V y una resistencia interna de 0.30 Ω a) ¿cuál es la  diferencia de potencial entre las terminales de la batería cuando se conecta a un resistor de  800 Ω?, b) ¿cuál es la diferencia de potencial entre las terminales de la batería cuando se  conecta a un resistor de 5 Ω?



Inducción electromagnética

1. Una espira rectangular tiene un área de 200 cm2 y el plano de la espira forma un ángulo de 41° con un campo magnético de 0.28 T. ¿Cuál es el flujo magnético que penetra la espira?

Solución

2..  Un campo horizontal constante de 0.5 T atraviesa una espira rectangular de 120 mm de largo y 70 mm de ancho. Determine cuál será el flujo magnético que atraviesa la espira cuando su plano forme los siguientes ángulos con el campo B: 0°, 30°, 60° y 90°

Solución

3. Un flujo magnético de 13.6 mWb pasa a través de una espira de alambre de 240 mm de diámetro. Encuentre la magnitud de la densidad de flujo magnético si el plano de la bobina es perpendicular al campo.

Solución

4. Una espira rectangular de 25 x 15 cm está orientada de manera que su plano forma un ángulo θ con un campo B de 0.6 T. ¿Cuál es el ángulo θ si el flujo magnético que pasa por la espira es de 0.015 Wb?

Solución

 5. Un protón (+1e) se mueve verticalmente hacia arriba a una velocidad de 4 x 106 m/s. pasa  a través de un campo magnético de 0.4 T dirigido hacia la derecha.
¿Cuáles son la magnitud y dirección de la fuerza magnética?
Si un electrón sustituye al protón del problema 10, ¿cuáles serán la magnitud y la dirección de la fuerza magnética?

Solución

6. Un alambre de 1 mm de longitud conduce una corriente de 5 A en dirección perpendicular a un campo magnético B de 0.034 T. ¿Cuál es la fuerza magnética sobre el alambre?

Solución