Física Examen parcial extraordinario Grado en Ingeniería Electrónica del Segundo Cuatrimestre Industrial y Automática 17 de junio de 2021 DNI: Firma: Nombre: Apellidos: Nota: NOTAS: • • • • No se valorará lo que se escriba en la hoja de las preguntas. Deben razonarse todas las respuestas e indicar las unidades. Tiempo disponible: una hora y media. Tomar 𝐾 = 9 · 109 𝑁𝑚2 𝐶 −2 𝜇0 = 4𝜋 · 10−7 𝑁/𝐴2 1. La carga eléctrica puntual 𝑞1 = + 20 𝑛𝐶 se encuentra situada en el punto 𝐴 (−3,0) 𝑚. Una segunda carga puntual 𝑞2 = − 10 𝑛𝐶 está situada en el punto 𝐵 (3,0)𝑚. a) Calcular la expresión del campo eléctrico creado por las cargas 𝑞1 y 𝑞2 en el punto 𝐶(0,4) 𝑚. (1 punto) b) Indicar en qué punto o puntos del eje 𝑥 será nulo el campo eléctrico creado por las cargas 𝑞1 y 𝑞2 . (0,5 puntos) c) Calcular el valor del potencial eléctrico creado por las cargas 𝑞1 y 𝑞2 en el punto 𝐶(0,4)𝑚. (0,25 puntos) d) Calcular el valor del potencial eléctrico creado por las cargas 𝑞1 y 𝑞2 en el punto 𝐷(1,0). (0,25 puntos) e) Calcular el trabajo realizado por el campo eléctrico creado por las cargas 𝑞1 y 𝑞2 cuando una tercera carga 𝑄 = − 1 𝑚𝐶, estando inicialmente en reposo, pasa desde el punto 𝐶 hasta el punto 𝐷. Indicar si dicho movimiento es provocado por el campo o por una fuerza externa. (0,5 puntos) 2. Una carga puntual 𝑞 = + 5 𝑛𝐶 se sitúa en el centro de una corteza esférica conductora, inicialmente cargada con una carga 𝑄 = − 3 𝑛𝐶. Esta corteza tiene un radio interior de 1 𝑚𝑚 y un radio exterior de 2 𝑚𝑚. a) Describir la distribución de carga resultante en la corteza esférica una vez alcanzado el equilibrio tanto en su superficie interior, como en la exterior. (0,5 puntos) b) Calcular el módulo del campo eléctrico creado por dicho sistema, después de haber alcanzado el equilibrio electrostático, a una distancia de 1,5 𝑚𝑚 de la carga puntual. (0,25 puntos) c) Calcular el módulo del campo eléctrico creado por dicho sistema, después de haber alcanzado el equilibrio electrostático, a una distancia de 1 𝑐𝑚 de la carga puntual. (0,25 puntos) 3. Para el dispositivo que se muestra en la figura, se consideran los siguientes valores: 𝐶1 = 6 𝜇𝐹 𝐶2 = 20 𝜇𝐹 𝐶3 = 10 𝜇𝐹 Δ𝑉 = 12 V Calcular: a) La capacidad total efectiva del dispositivo. (0,5 puntos) b) La carga almacenada en cada condensador. (0,5 puntos) 4. En el circuito de la figura, las baterías tienen una resistencia interna despreciable. Se consideran los siguientes valores: 𝑅1 = 2 Ω 𝑅2 = 3 Ω 𝑅3 = 1 Ω 𝜀1 = 7 V 𝜀2 = 5 V Determinar: a) Las corrientes 𝐼1 , 𝐼2 e 𝐼3 , indicando si el sentido en el que circulan es el que se ha supuesto en el dibujo. (1 punto) b) La diferencia de potencial entre los puntos 𝐴 y 𝐵 (𝑉𝐴 − 𝑉𝐵 ). (0.5 puntos) 5. Dos alambres conductores muy largos y paralelos se hacen pasar por los puntos que se indican en el dibujo, situados en ambos casos a 4 𝑚 del origen de coordenadas. Por los dos alambres circula una corriente de 5 𝐴. Sabiendo que el sentido de las dos intensidades de corriente está dirigido hacia fuera del papel, a) Dibujar los vectores campo magnético creados por cada una de las dos corrientes en el origen de coordenadas, ⃗1 y𝐵 ⃗ 2. (0,5 puntos) marcándolos como 𝐵 ⃗ resultante en dicho punto. (1 punto) b) Calcular el campo magnético 𝐵 6. En el centro de un solenoide de 3,0 𝑐𝑚 de radio, 20 𝑐𝑚 de longitud y 5000 espiras se sitúa una única espira de 1,0 𝑐𝑚 de radio y 0,5 Ω de resistencia. Por el solenoide circula una corriente de 1,5 𝐴. a) ¿Cuánto vale el campo magnético en el interior del solenoide? (0.5 puntos) b) ¿Cuál es el flujo magnético a través de la espira? (0.5 puntos) c) Si la corriente del solenoide se extingue en 2,0 𝑚𝑠, calcular la fem media y la corriente media inducidas en la espira. (0.5 puntos) 7. Un selector de velocidad tiene un campo magnético de valor 0,8 𝑚𝑇 que es perpendicular a un campo eléctrico de valor 2 𝑉/𝑚. El campo magnético entra hacia dentro del papel y el campo eléctrico apunta de arriba hacia abajo del papel. Una partícula cargada positivamente se mueve con velocidad constante perpendicularmente a ambos campos de izquierda a derecha. a) Representar los vectores fuerza eléctrica y fuerza magnética que afectarán a la partícula al desplazarse, así como los vectores campo eléctrico, campo magnético y velocidad de la partícula cargada. (0,5 puntos) b) Calcular el módulo de la velocidad que debe llevar una partícula para pasar a través de dicho selector sin ser desviada. (0,5 puntos)
