Examen Final Electronicaa

UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA - FACULTAD DE INGENIERÍA
COORDINACION DEL ÁREA DE FÍSICA. PROG. ELECTRÓNICA

SEGUNDO PARCIAL DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO ABRIL 28 / 2019
Nombres: Código:
Profesor: Grupo:
SECCIÓN DE EJERCICIOS. RESUELVA CADA SITUACIÓN PROPUESTO Y JUSTIFIQUE FISICAMENTE EL PROCESO

PARA OBTENER SUS RESULTADOS.
1. Una distribución de carga Una distribución de carga esférica 𝜌 se extiende desde 𝑟 = 0 𝑎 𝑟 = 𝑅 con
Calcular:
a) La carga total Q. b) El campo eléctrico en todo el espacio. c) El potencial eléctrico en todo el espacio.
2. En los vértices de un triángulo equilátero de lado L se han situado tres cargas negativas −𝑞.
Si en el centro de gravedad del triángulo se sitúa una carga de magnitud Q, determine el valor que
debe poseer esa carga para mantener el sistema en equilibrio.
3. Un conductor de 2 cm de diámetro está suspendido en el aire con su eje a 5 cm de un plano

conductor. Sea el potencial del cilindro 100 V y el del plano 0 V. Encontrar la densidad de carga de
superficie en a) el cilindro en el punto más cercano al plano; b) el plano en el punto más cercano al cilindro.
4. Se va a construir un cable de 1 𝑘𝑚 de longitud y una sección transversal de área igual 𝑎 0.5 𝑐𝑚2 con longitudes de cobre
y aluminio iguales. ( 𝜌𝐶𝑢 = 1.72𝑥10 −8 Ω ∗ 𝑚 𝑦 𝜌𝐴𝑙 = 2.75𝑥10 −8 Ω ∗
𝑚 ) Esto se puede llevar a cabo haciendo un cable de cada material de
0,5 km y soldándolos extremo con extremo, o soldándolo lado a lado dos
cables paralelos como muestra la figura. Calcule la resistencia del cable
de 1 km de ambos diseños para ver cuál proporciona la resistencia
mínima.
5.
SECCIÓN DE PREGUNTAS. A CONTINUACIÓN, ENCONTRARÁ UNA SERIE DE PREGUNTAS, ESCOJA LA RESPUESTA
CORRECTA
1. La carga eléctrica contenida en una esfera cargada eléctricamente en la cual la densidad volumétrica de carga eléctrica
tiene como valor 𝜌𝑣 = 3𝜋/4 𝐶/𝑚3 y cuyo radio es 2 m es de:
𝐴. 6 𝑚. 𝐵. 8 𝑚. 𝐶. 10 𝑚. 𝐷. 12 𝑚. 𝐸. 14 𝑚
2. Dos esferas pequeñas están unidas por un resorte de

longitud natural 30 𝑐𝑚. Las esferas se cargan eléctricamente
con cargas 𝑄 𝑦 2𝑄 como se muestra en la figura.
Considerando las cargas como puntuales se sabe que el valor
de la fuerza electrostática sobre una de las esferas es 𝐾𝑄1 𝑄2 /𝑟 2 , siendo r la distancia entre las cargas. Si 𝑄 = 1𝐶, la
constante de elasticidad del resorte es:
𝐾 𝐾 𝐾 𝐾
𝐴. 𝐵. 𝐶. 𝐷.
0.8 80 4 0.16
3. Un electrón inicialmente en reposo, acelera a través de una diferencia de potencial de 1 𝑉 y gana energía cinética 𝐸𝐶𝑒
(energía cinética del electrón), mientras un protón, también inicialmente en reposo, acelera a través de una diferencia
de potencial de 21 𝑉 y gana energía cinética 𝐸𝐶𝑝 (energía cinética del protón) ¿Cuál de las siguientes relaciones se
sostiene?
𝐴. 𝐸𝐶𝑒 = 𝐸𝐶𝑝 𝐵. 𝐸𝐶𝑒 < 𝐸𝐶𝑝 𝐶. 𝐸𝐶𝑒 > 𝐸𝐶𝑝 𝐷. 𝐸𝐶𝑒 = 21𝐸𝐶𝑝
4. En un cierto volumen entran 5000 líneas de fuerza y salen 3000 líneas. La carga total en Coulomb existente en el
interior de dicho volumen es:
𝐴. 1,77𝑥10−8 𝐶 𝐵. 2,64𝑥10−8 𝐶 𝐶. 4.45𝑥10−8 𝐶 𝐷. 7,08𝑥10−8 𝐶
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COORDINACION DEL ÁREA DE FÍSICA. PROG. ELECTRÓNICA
SEGUNDO PARCIAL DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO ABRIL 28 / 2019
Nombres: Código:
Profesor: Grupo:
SECCIÓN DE PREGUNTAS. A CONTINUACIÓN, ENCONTRARÁ UNA SERIE DE PREGUNTAS, ESCOJA LA RESPUESTA

CORRECTA (11 PUNTOS C/U)
1. Dos partículas idénticas, cada una con carga q, se colocan en el eje x, una en el origen y la otra en x=5 cm. Una tercera
partícula, con carga -q, se coloca en el eje x de tal manera que la energía potencial del nuevo sistema sea misma que la
del sistema de dos partículas. Su coordenada x es
A. 2.5 cm C. 7.5 cm C. 10 cm D. 13 cm
2. En un cierto volumen entran 5000 líneas de fuerza y salen 3000 líneas. La carga total en Coulomb existente en el
interior de dicho volumen es:
𝐴. 1,77𝑥10−8 𝐶 𝐵. 2,64𝑥10−8 𝐶 𝐶. 4.45𝑥10−8 𝐶 𝐷. 7,08𝑥10−8 𝐶
3. Dos esferas conductoras, una de las cuales tiene dos veces el diámetro de la otra, están separados por una distancia
grande comparada con sus diámetros. La esfera más pequeña (1) tiene carga q y la más grande (2) está descargada. Si
las esferas están conectados por un cable largo y delgado, entonces
A. 1 y 2 tienen el mismo potencial B. El potencial de la 2 es el doble de la 1.
C. El potencial de la 2 es la mitad de la 1. D. El potencial de la 1 es el doble de la2.
4. La carga eléctrica contenida en una esfera cargada eléctricamente en la cual la densidad volumétrica de carga eléctrica
tiene como valor 𝜌𝑣 = 3𝜋/4 𝐶/𝑚3 y cuyo radio es 2 m es de:
𝐴. 6 𝑚. 𝐵. 8 𝑚. 𝐶. 10 𝑚. 𝐷. 12 𝑚. 𝐸. 14 𝑚
SECCIÓN DE EJERCICIOS. RESUELVA CADA SITUACIÓN PROPUESTO Y JUSTIFIQUE FISICAMENTE EL PROCESO PARA
OBTENER SUS RESULTADOS. (22 PUNTOS C/U)
1. Se va a construir un cable de 1 𝑘𝑚 de longitud y una sección

transversal de área igual 𝑎 0.5 𝑐𝑚2 con longitudes de cobre y
aluminio iguales. ( 𝜌𝐶𝑢 = 1.72𝑥10 −8 Ω ∗ 𝑚 𝑦 𝜌𝐴𝑙 = 2.75𝑥10 −8 Ω ∗
𝑚 ) Esto se puede llevar a cabo haciendo un cable de cada material
de 0,5 km y soldándolos extremo con extremo, o soldándolo lado a
lado dos cables paralelos como muestra la figura. Calcule la
resistencia del cable de 1 km de ambos diseños para ver cuál
proporciona la resistencia mínima.
2. Un cilindro infinito de radio R tiene su eje coincidente con el eje z. El cilindro posee una
𝑟
densidad volumétrica 𝜌𝑟 = donde a es una constante positiva y r es la distancia desde el eje
𝑎
del cilindro.
a) Calcule la carga contenida en un cilindro centrado en el eje 𝑧, de radio 𝑟 y altura ℎ para los casos
𝑟 < 𝑅 𝑦 𝑟 > 𝑅.
b) Determinar el campo eléctrico 𝐸(𝑟) en todo el espacio.
c) Calcular el potencial eléctrico 𝑉(𝑟) en todo el espacio.
3. Una densidad de carga lineal 𝜌𝐿 está repartida de forma homogénea a lo

largo de una semicircunferencia 𝐵𝐷 centrada en 𝐶 y de radio 𝑅. Una carga puntual 𝑞 está ubicada en
punto 𝐴 como se indica en la Figura.
a) Calcule el potencial eléctrico en el punto C.
b) Determine la dirección y magnitud del campo eléctrico 𝑬 en el punto C.
Halle la fuerza de la semicircuferencia y la carga q
4. Un conductor de 2 cm de diámetro está suspendido en el aire con su eje a 5 cm de un plano conductor. Sea el potencial
del cilindro 100 V y el del plano 0 V. Encontrar la densidad de carga de superficie en a) el cilindro en el punto más
cercano al plano; b) el plano en el punto más cercano al cilindro.

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COORDINACION DEL ÁREA DE FÍSICA. PROG. ELECTRÓNICA

SECCIÓN DE EJERCICIOS. RESUELVA CADA SITUACIÓN PROPUESTO Y JUSTIFIQUE FISICAMENTE EL PROCESO

3. Un conductor de 2 cm de diámetro está suspendido en el aire con su eje a 5 cm de un plano

2. Dos esferas pequeñas están unidas por un resorte de

SECCIÓN DE PREGUNTAS. A CONTINUACIÓN, ENCONTRARÁ UNA SERIE DE PREGUNTAS, ESCOJA LA RESPUESTA

1. Se va a construir un cable de 1 𝑘𝑚 de longitud y una sección

3. Una densidad de carga lineal 𝜌𝐿 está repartida de forma homogénea a lo

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