Potencial eléctrico

FUNDAMENTOS FISICOS INFORMATICA
I.T.INFORMÁTICA GESTIÓN CURSO 1ºB
POTENCIAL ELÉCTRICO 2008/09
S1.-Tres cargas eléctricas puntuales de 10-6C se encuentran situadas en los vértices de un cuadrado de 1 m
de lado. Calcular: a) el campo eléctrico en el vértice libre; b) la energía potencial asociada al sistema. Sol.
r
r r
E = 4.18.103 (i − j );U = 2.4.10 −2 J
S2.- Una carga de 10-6 C está colocada en un campo eléctrico uniforme de 104 N/C dirigido verticalmente
hacia arriba. ¿Qué trabajo realiza el campo eléctrico en los siguientes casos? a) la carga se mueve 20 cm a
la derecha; b) la carga se mueve 30 cm hacia abajo; c) la carga se mueve 50 cm formando un ángulo de
60º por encima de la horizontal.
S3.- En una experiencia similar a la de Rutherford, un protón se dirige directamente contra un núcleo de
una lámina de oro con un a velocidad de v=106m/s. ¿A qué distancia del núcleo se volverá? (número
atómico del Au Z=79) Sol. 2.1.10-11m.
4.- Una lámina infinita no conductora y cargada uniformemente tiene un densidad superficial de carga
σ = 10 −7 C / m 2 . Calcular la distancia entre dos superficies equipotenciales entre las cuales la diferencia
de potencial es de 500 V.
5.- Una gota esférica de agua de 2 mm de radio tiene un potencial eléctrico de 300 V. ¿Cuál es la carga de
la gota?. Si se unen dos gotas con la misma carga para formar una sola gota, ¿Cuál es el potencial de la
gota resultante?.
6.- Se lanza un electrón a lo largo del eje equidistante de las láminas de un tubo de rayos catódicos con
una velocidad inicial de 2.107 m/s. Las láminas miden 4 cm de largo y están separadas 2 cm. Entre ellas
existe un campo eléctrico uniforme de intensidad 20000 N/C dirigido hacia arriba. A 12 cm de las
láminas se sitúa una pantalla fluorescente. Calcular a) ¿cuánto se ha desviado el electrón de su trayectoria
horizontal al recorrer el espacio entre las láminas?; b) ¿en qué puto incide sobre la pantalla?. Sol. a)
0.007m; b) 4.9 cm por debajo del eje.
r
r
r
7.-En una región del espacio se tiene un campo eléctrico E = axi − bj siendo a=4 V/m y b= 2 V/m.
Determinar: a) el potencial en un punto cualquiera si en el origen es V=0; b) el trabajo realizado cuando
una carga q= 2.10-8 C se desplaza desde A(1,2) m a B (2,-1) m. Comprobar que se puede llegar al mismo
resultado a partir del cálculo del trabajo siguiendo el camino de integración de A(1,2) a C(2,2) a B (2,-1).
8.- Considere el dipolo eléctrico de la con carga positiva +q en el punto de coordenadas A(a,0) y carga
negativa –q en el punto B (-a, 0). Demostrar que el campo eléctrico en un punto a una distancia a lo largo
r
del eje X (x>>a) es E =
2 Kql r
i
x3
9.-Una esfera conductora de radio R1 y carga Q1 está rodeada por una corona esférica concéntrica de
radios R2 y R3 , conductora y con una carga Q2. Calcular: a) el campo eléctrico en las regiones: r>R3;
R1<r<R2;; b) la diferencia de potencial entre ambas esferas; c) la energía potencial electrostática. Si
mediante un hilo conductor se conectan ambas esferas calcular c) la carga en cada superficie esférica; d)
el campo para r>R3; R1<r<R2;; e) la energía electrostática.
10.- Una esfera conductora de radio R y carga Q se rodea de una corona esférica concéntrica de radios
R1y R2, conductora y con carga 2Q. Calcular: a) el campo en cada una de las regiones y la distribución de
carga de los conductores; b) la diferencia de potencial entre la esfera y la corona; c) la capacidad del
conjunto; d) la energía almacenada; e) la distribución de cargas que aparece si la esfera interior se
conecta a tierra.
11.- Dada una distribución de carga de forma cilíndrica muy larga de radio R, cuya densidad de carga es
ρ = Cr determinar: a) el campo eléctrico dentro y fuera de la región cargada; b) el potencial en los
puntos de la superficie de radio R; d) el potencial en los puntos de radio 2R.