ε µ µ ε 10 100 100 100 = ⇒ = = = N N N C NC C C

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL
INSTITUTO DE CIENCIAS FÍSICAS
EXAMEN PARCIAL DE FÍSICA C II TÉRMINO 2005
1. Una carga puntual de 0.0462 C está dentro de una pirámide. Determine el flujo
eléctrico total a través de la superficie de la pirámide. ¿En cuánto cambia el flujo
eléctrico si colocamos otra carga puntual de igual magnitud y de signo contrario, fuera
de la pirámide?
Qneto =
Qneto
qenc
Qneto =
εo
0.0462 *10 −6
=
8.85 *10 −12
q enc
εo
q enc = 0.0462 µC
q ext = −0.0462 µC
[
Qneto = 4745.76 Nm 2 C
]
Qneto permanece igual
2. Una batería conectada a una resistencia de R1 nos da una corriente de 2ª. La corriente
se reduce a 1.6ª cuando un resistor adicional R2 =3 se añade en serie con R1 ¿Cuál es
el valor de R1?
R1
R1
I1
I2
V
V=R1I1
I 1 R1 = I 2 ( R1 + R2 )
R1 =
I 2 R2
I1 − I 2
R1 =
1 .6 * 3
2 − 1 .6
R2
V
V= I2(R1+R2)
R1 = 12Ω
3. Un grupo de capacitares idénticos se conecta primero en serie y después en paralelo.
La capacitancia combinada en paralelo es 100 veces mayor que la correspondiente a la
conexión en serie. ¿Cuántos capacitores están en el grupo?
1
1
1
1
=
+
+
+ ...
C s C1 C 2 C 3
C p = C1 + C 2 + C 3 + ...
Paralelo:
C1 = C 2 = C 3 = +... = C p
C p = NC
serie:
1
N
=
Cs C
Cs =
C p = 100C s
NC = 100
N 2 = 100
C
N
N = 10
C
N
4. Un protón inicialmente en reposo, es acelerado por una diferencia de potencial de
5*105 voltios. A continuación penetra en una región del espacio donde existe un campo
magnético uniforme de 0.05 teslas, perpendicularmente a la dirección del movimiento
de protón:
a) Hallar la velocidad y la energía del protón al entrar al campo magnético.
b) Hallar el radio de la órbita
a)
W
fe
= ∆k
q∆V = k
f
− ko
1
mV
2
v = 7 . 79 * 10
q∆V =
E = q∆V =
1
(1.6 * 10 −19 )(5 * 10 5 )
2
E = 8 * 10 −19 J
2
6
1
mV 2
2
E=
m /s
b)
Fm = Fc
v2
qvB = m
R
mv
R=
qB
(1.67 * 10 − 27 )(9.79 * 10 6 )
R=
(1.6 * 10 −19 )(0.05)
R = 2.04m
5. Dos hilos conductores rectilíneos,
infinitamente largos y paralelos, C y C’,
distan entre sí 40cm. El hilo C está recorrido
por una intensidad de corriente I = 12A,
dirigida de arriba hacia abajo. Si en el punto
A el campo magnético es nulo, ¿Cuál es el
módulo y dirección de la fuerza por unidad
de longitud que aparece sobre cada
conductor?
B1 A + B2 A = 0
B1 A = − B2 A
B1 A = B2 A
µ o I1 µ o I 2
=
2πr1
2πr2
I1 =
r1
I2
r2
I1
I2
PUNTO
A
r2
d
40cm
5cm
r1
F µ o I1 I 2
=
l
2πd
F µ o I 1 r2
=
l
2πdr1
F ( 4π * 10 − 7 )(12 ) 2 (5 * 10 − 2 )
=
∴
l
2π ( 40 * 10 − 2 )( 45 * 10 − 2 )
F
= 8 * 10 − 6 [N m ]
l
12A
6. Un transformador está constituido por dos arrollamientos de N1 = 100 espiras y N2 =
200 espiras (secundario). Si se alimenta con 125V, ¿Cuál es la tensión de salida?
V1 N 1
=
V2 N 2
V2 =
N2
V1
N1
V2 =
2000
(125)
100
V2 = 2500V
7. Una bobina plana de 40 espiras y superficie 0.04m2 esta dentro de un campo
magnético uniforme de intensidad B = 0.1T y perpendicular al eje de la bobina. Si en
0.2 segundos gira hasta que el campo esta paralelo al eje de la bobina, ¿Cuál es la f.e.m.
inducida?
Qinicial = BA cos 90º
Qinicial = 0
Q final = BA cos 0
Q final = BA
∆Q
BA
ε = −N
∆t
∆t
(0.1)(0.04)
ε = −(40)
0 .2
ε = −0.8V
ε = −N
8. El flujo que atraviesa una espira viene dado por m =(t2-4t)*10-1 Tm2 estando t dado
en segundos. Calcule la fem inducida en función del tiempo.
dQ
dt
d (t 2 − 4t )
ε =−
dt
ε = (−2t + 4)10 −1 Tm 2
ε = −N
9. En un circuito compuesto por una resistencia R, una autoinducción L y un
condensador C, todos en serie, se aplica una tensión V=310 sen 250t y la intensidad es I
= 1.2 sen (250t- /6). Si la capacitancia del condensador es de 40 f, calcular los valores
de R y L.
φ = θv −θi
φ =π 6
R = Z cos 30
Z
Xl -Xc
π 6
R
V = IZ
Z=
V
cos 30
I
310
R=
cos 30
1 .2
V
I
R=
R = 223.72
X l − X c = Zsen30
X l = Zsen30 + X c
V
1
sen30 +
I
ωc
V
1
sen30 +
ωc
L= I
ωL =
ω
L = 916.67[mH ]