UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA

FACULTAD DE INGENIERÍA
COORDINACION DEL ÁREA DE FÍSICA
TALLER SEGUNDO SEGUIMIENTO ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO 2020-I

SECCIÓN DE PREGUNTAS
A CONTINUACIÓ N ENCONTRARÁ UNA SERIE DE PREGUNTAS, ESCOJA LA RESPUESTA CORRECTA

1. La cantidad de trabajo realizado para mover una carga puntual positiva q sobre una superficie equipotencial de 1 000
V con respecto a la de una superficie equipotencial de 10 V es:
A . Lamisma . B . Menor . C . Mayor . D . Dependiente de ladistancia que se mueve lacarga .

2. Dos alambres cilíndricos, 1 y 2, hechos del mismo material, tienen la misma resistencia. Si la longitud del alambre 2 es
el doble de la longitud del alambre 1, ¿cuá l es la razó n de las á reas de sus secciones transversales, 𝐴2 𝑦 𝐴1?
A . A 2 / A 1=4 B . A2 / A1=2 C . A2 / A1=0.5 D . A 2 / A 1=0.25
3. Un condensador de placas paralelas se conecta a una batería y es completamente cargada. El condensador es entonces
desconectado y la separació n entre el las placas se incrementa de tal manera que ninguna carga se pierde. ¿Qué pasa
con la energía almacenada en el condensador?

A . Sigue siendo el mismo B . Aumentado C . Disminuye D . Es cero

1. Un capacitor de placas paralelas de 4,0 x 103 nF se conecta a una batería de 12.0 V y se carga.
A. ¿Cuá l es la carga Q sobre la placa positiva del capacitor?
B. ¿Cuá l es el potencial eléctrico almacenado en el capacitor?
Después, el capacitor de 4,0 x 103 nF se desconecta de la batería de 12.0 V y se usa para cargar tres capacitores
descargados, uno de 100 nF , uno de 200 nF y otro de 300 nF , conectados en serie.
C. Después de que se cargan, ¿cuá l es la diferencia de potencial a través de cada uno de los cuatro capacitores?
D. ¿Cuá nta de la energía eléctrica almacenada en el capacitor de 4,0 x 103 nF se transfirió a los otros tres capacitores?

2. Dos estudiantes analizan có mo el diseñ o de los circuitos eléctricos afecta el consumo de

energía de los electrodomésticos en el hogar. Ellos saben que a mayor corriente
eléctrica, mayor consumo de energía del circuito. Entonces, comparan dos circuitos
eléctricos, cada uno compuesto por una pila y 2 bombillos iguales, como se muestra en
la figura. Los estudiantes miden la resistencia eléctrica en cada circuito y descubren que
es menor en el circuito en paralelo. ¿Cuá l circuito es mejor para reducir el consumo de
energía eléctrica?
A. El circuito en paralelo, porque la resistencia es menor y por tanto, la corriente que pasa por el circuito es mayor.
B. El circuito en paralelo, porque la resistencia es menor y por tanto, la corriente que pasa por el circuito es menor.
C. El circuito en serie, porque en este la resistencia es menor y por tanto, la corriente que pasa por el circuito es mayor.
D. El circuito en serie, porque en este la resistencia es mayor y por tanto, la corriente que pasa por el circuito es menor.

3. Suponga que usted carga un capacitor de placas paralelas usando una batería y luego retira la batería, aislando el
capacitor y dejá ndolo cargado. Luego, usted aleja las placas del capacitor. La diferencia de potencial entre las placas

A . Aumenta . B . Disminuye . C . Permaneceigual . D . No puede determinarse

4. La caída de potencial de un circuito con tres capacitores en serie de capacitancias individuales diferentes es
A. la misma a través de cada capacitor y tiene el mismo valor que la diferencia de potencial suministrada por la batería.
B. La misma a través de cada capacitor y tiene 1/3 del valor que la diferencia de potencial suministrada por la batería.
C. Mayor a través del capacitor con la menor capacitancia.
D. Mayor a través del capacitor con la mayor capacitancia.

5. ¿Cuá nta energía hay almacenada en el capacitor de 180 μ F del flash de una cá mara cargado a 300.0 V?

A . 1.22 J B . 8.10 J C . 45.0 J D. 115 J E . 300 J

6. El espacio entre las placas de un capacitor de placas paralelas aislado está lleno por una plancha de material
dieléctrico. La magnitud de la carga Q sobre cada placa se mantiene constante. Si el material dieléctrico se retira de su
sitio, la energía almacenada en el capacitor

A . Aumenta . B . Permaneceigual . C . Disminuye . D . Puede aumentar o disminuir .

7. Usted hace una combinació n en paralelo de resistores, que consta de un resistor A, que tiene una resistencia muy
elevada, y un resistor B, que tiene una resistencia muy baja. La resistencia equivalente para esta combinació n es:
A. Ligeramente mayor que la resistencia del resistor A.
B. Ligeramente menor que la resistencia del resistor A.
C. Ligeramente mayor que la resistencia del resistor B.
D. Ligeramente menor que la resistencia del resistor B.

8. Las seis bombillas del circuito ilustrado en la figura son idénticas. ¿Cuá l de los siguientes
ordenamientos expresa la iluminació n má xima de las bombillas?

a ¿ A=B> C=D> E=F b ¿ A=B=E=F >C=D

c ¿ C=D> A=B=E=F d ¿ A=B=C=D=E=F
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9. Señ ale la incorrecta:

A. La resistencia de un conductor disminuye con la temperatura.
B. La resistencia eléctrica es la dificultad que encuentran los electrones en su movimiento a través del conductor,
debido a los choques que experimentan con los iones metá licos.
C. La resistencia eléctrica de un hilo conductor depende del material de que está fabricado.
D. Cuando hagamos medidas de resistencias, se ha de desconectar el elemento del circuito donde se encuentre
conectado.

10. Podemos definir la corriente eléctrica có mo:

A. Movimiento ordenado de electrones en el interior de un conductor para lograr el equilibrio entre dos puntos con
distinta carga o potencial.
B. Movimiento ordenado de electrones en el interior de un conductor para lograr el equilibrio entre dos puntos con
igual carga o potencial.
C. Movimiento ordenado de protones o electrones en el interior de un conductor para lograr el equilibrio entre dos
puntos con igual carga o potencial.
D. Ninguna de las respuestas anteriores es correcta.

11. Señ ale la opció n incorrecta:

A. La intensidad de la asociació n en serie, es igual en todo el montaje.
B. La tensió n total, del montaje en serie, será igual a la suma de las tensiones parciales.
C. La resistencia de la asociació n en serie, será siempre menor que la menor de las resistencias parciales que
encontramos en el montaje.
D. Para efectuar el cá lculo de las resistencias de un montaje es necesario saber si el mismo es en serie o paralelo.

12. Si una línea a un contacto de 120 V está limitada a 15 A mediante un fusible de seguridad, ¿servirá para hacer
funcionar una secadora de cabello de 1,2 KW?
a) Si b) falta informació n para completar la respuesta c) No d) N A

13. . Si una partícula con carga negativa se coloca en reposo en un campo de potencial eléctrico que aumenta en la
direcció n x positiva, la partícula:
A. Acelerará en la direcció n x positiva, B. Acelerará en la direcció n x negativa C. Permanecerá en reposo
D. Desacelerará en direcció n del campo

14. Se tienen dos hilos de 1 mm de diá metro y 1 m de longitud, uno de ellos de cobre (𝜎 = 5.9𝑥109 𝑆/𝑚) y el otro de
aluminio (𝜎 = 3.5 𝑥 109 𝑆/𝑚). Si los dos hilos se conectan en serie y se aplica una diferencia de potencial a la
asociació n, ¿cuá l de las siguientes afirmaciones es cierta?
A. La densidad de corriente es mayor en el aluminio.
B. El campo eléctrico es mayor en el cobre.
C. La densidad de corriente es mayor en el cobre.
D. La intensidad de corriente es la misma en los dos materiales

15. ¿Por cuá l de los siguientes alambres fluye la mayor cantidad de corriente?.
A. Un alambre de cobre de 1 m de largo y diá metro 1 mm conectado a una batería de 10 V.
B. Un alambre de cobre de 0.5 m de largo y diá metro 0.5 mm conectado a una batería de 5 V.
C. Un alambre de cobre de 2 m de largo y diá metro 2 mm conectado a una batería de 20 V.
D. Un alambre de cobre de 1 m de largo y diá metro 0.5 mm conectado a una batería de 5 V.
E. Por todos los alambres circula la misma corriente.

16. Cuando una partícula con carga se mueve en un campo eléctrico, el campo ejerce una fuerza que efectú a trabajo sobre
la partícula. Este trabajo siempre se puede expresar en términos de la energía potencial eléctrica. Así como la energía
potencial gravitatoria depende de la altura de una masa sobre la superficie terrestre, la energía potencial eléctrica
depende de la posició n que ocupa la partícula con carga en el campo eléctrico.
Teniendo en cuenta el pá rrafo anterior escoja la respuesta correcta:
A. La energía potencial eléctrica es proporcional a la posició n de la partícula.
B. La energía potencial eléctrica es inversamente proporcional a la posició n de la partícula.
C. La energía potencial eléctrica es directamente proporcional al cuadrado de la posició n de la partícula.
D. La energía potencial eléctrica es inversamente proporcional al cuadrado de la posició n de la partícula.

17. La ley de la corriente de Kirchhoff establece que:

A. La suma algebraica de las corrientes en cualquier nodo en un circuito debe ser cero.
B. La suma algebraica de los cambios de potencial alrededor de cualquier malla en un circuito cerrado debe ser
cero.
C. La corriente en un circuito con un resistor y un capacitor varía exponencialmente con el tiempo.
D. La corriente en un nodo está dada por el producto de la resistencia y la capacitancia.
18. Los puntos A y B está n cada uno la misma distancia r de lejos de dos cargas desiguales, +Q y +2Q .
El trabajo necesario para mover una carga q del punto A al punto B es:
A. Dependiente al camino recorrido desde A hasta B.
B. Directamente proporcional a la distancia entre A y B.
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C. Positivo. D. Cero

SECCIÓN DE EJERCICIOS
RESUELVA CADA UNO DE LOS SIGUIENTES PROBLEMAS Y JUSTIFIQUE SU RESPUESTA MOSTRANDO EL PROCESO QUE
DESARROLLÓ PARA OBTENER SUS RESULTADOS
1. Dos alambres conductores tienen la misma longitud L1=L2=L=10.0 km y las mismas secciones transversales
circulares de radio r 1=r 2=r =1.00 mm. Un alambre es de acero (con resistividad ρacero =40.0 x 1 0
−8
Ω m); el otro
−8
es de cobre (con resistividad ρ cobre =1.68 x 10 Ωm ). Calcule la razó n de la potencia
disipada por los dos alambres, Pcobre / Pacero , cuando está n conectados en paralelo, si se
les aplica una diferencia de potencial de V =100V

2. Calcule cada una de las corrientes desconocidas I 1 , I 2 e I 3 para el circuito presentado en la

figura

3. Un capacitor de placas paralelas está construido con dos placas cuadradas

conductoras de longitud de lado L = 10.0 cm. La distancia entre las placas es d = 0.250
cm. Un dieléctrico con constante dieléctrica κ=1,5 0 y grosor 0.250 cm se inserta
entre las placas. El dieléctrico mide L = 10,0 cm de ancho y L/2 = 5,0 cm de largo, como
muestra la figura. ¿Cuá l es la capacitancia de este capacitor?

4. Las dos corrientes en las ramas del circuito de la figura son:

1 1
I 1= A y I 2= A . Determine los voltajes V 1 y V 2
3 2
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5. La figura muestra una carga puntual Q[C] fija en el punto (0,2 L) , junto con dos alambres rectilíneos con sus
extremos en los puntos A=( L, 0 ) , B=( L , 2 L ) ,C= ( – L ,2 L ) y D = ( – L , 0), donde las coordenadas está n en [m].
Cada uno de ellos tiene una carga total Q/2, uniformemente distribuida. Encuentre la rapidez con que ha de lanzarse
una partícula de masa M [kg] e igual carga Q desde el origen O , para que se detenga instantá neamente en el punto
P=(0 , L) .

6. Un capacitor cilíndrico consiste en un nú cleo só lido conductor con radio de 0,25 cm , coaxial
con un tubo conductor exterior hueco. Los conductores está n rodeados por aire, y la longitud
del cilindro es de 12 cm. La capacidad es de 36,7 pF .
A. Calcule el radio interior r b del tubo hueco (exterior).
B. Cuando el capacitor está cargado con una diferencia de potencia de 125V, ¿cuá l es la
carga por unidad de longitud λ [C/m] del capacitor?

7. En el circuito eléctrico mostrado en la figura. Determine:

A. Las corrientes I 1 , I 2 e I 3
B. La diferencia de potencial entre los puntos A y B
C. La potencia disipada en la resistencia de 25 Ω.

8. Los condensadores de la figura tienen capacidades al vacío de:

C 1=30 μ F ,C 2=60 μ F , C3 =40 μ F y C 4 =15 μ F . Se conecta una fuente de voltaje
desconocido al sistema de condensadores, y el condensador 1 almacena una energía de
3840( μJ ) . Determine el voltaje que suministra la fuente.

9. En el circuito eléctrico mostrado en la figura. Determine:

A. Las corrientes I 1 , I 2 e I 3
B. La diferencia de potencial entre los puntos A y B
C. La potencia disipada en la resistencia de 65 Ω.

10. Los condensadores del circuito tienen capacidades (con vacío como dieléctrico):
C 19=90 μ F ,C 2=40 μ F ,C 3=120 μ F ,C 4=60 μ F . En el condensador 2 se
introduce un dieléctrico de constante K=1.5, y se conecta el sistema de condensadores a
una fuente de 20(V ) .
A. Encuentre la carga en el condensador 4.
B. Si se saca el dieléctrico del condensador 2, sin desconectar la fuente, encuentre la
variación de la energía almacenada por el condensador

11. Un calentador eléctrico usa 15 A cuando se conecta a una línea de 120 V. ¿Cuá l es la potencia requerida y cuá nto
cuesta esa potencia al mes (30 días) si el calentador opera durante 3 h al día y la compañ ía eléctrica cobra $357 por
kWh?

12. Un alambre de 10.0 m de longitud está formado por 5.0 m de cobre seguidos de 5.0 m de aluminio, ambos con un
diá metro de 1.4 mm. Se aplica una diferencia de potencial de 85 mV a través del alambre completo. a) ¿Cuá l es la
resistencia total (suma) de los dos alambres? b) ¿Cuá l es la corriente en el alambre? c) ¿Cuá les son los voltajes a través
de la parte de aluminio y a través de la parte de cobre?

13. Para el circuito que se muestra en la figura, use las reglas de Kirchhoff para
obtener ecuaciones para
A. La malla superior.
B. La malla inferior.
C. El nodo en el lado izquierdo. En cada caso suprima unidades para claridad y
simplifique, al combinar términos iguales.
D. Resuelva la ecuació n del nodo para I 36.
E. Con la ecuació n que encontró en el inciso d), elimine I 36 de la ecuació n que
encontró en el inciso b).
F. Resuelva en forma simultá nea las ecuaciones que encontró en los incisos a) y e) para las dos incó gnitas I 18 e I 12
respectivamente.
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G. Sustituya las respuestas que encontró en el inciso f) en la ecuació n del nodo que encontró en el inciso d) y resuelva
para I 36.
H. ¿Cuá l es el significado de la respuesta negativa para I 12?

14. Con las reglas de Kirchhoff, a) encuentre la corriente en cada resistor que se muestra
en la figura y b) encuentre la diferencia de potencial entre los puntos c y f.

15. Un alambre de cobre de 34.5 m de longitud a 20.0 °C tiene un radio de 0.25 mm . Si

a través de la longitud del alambre se aplica una diferencia de potencial de 9.0 V .

A. Determine la corriente en el alambre.
B. Si el alambre se calienta a 30.0 °C mientras se mantiene la diferencia de potencial de 9.0 V, ¿cuá l es la corriente
resultante en el alambre?
16. un chip de memoria de computadora de un MB (mega bites) contiene muchos capacitores de 60 μF . Cada capacitor
tiene un á rea de placa 21 x 1 0−12 m2 . Determine la separació n de placas de tal capacitor de placas paralelas. El
diá metro ató mico característico es de 1 0−10 m.
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17. La figura muestra un circuito con V =12.0V , C1 =500. pF y C2 =500. pF . El interruptor

se cierra, hasta A, y el capacitor C 1 se carga por completo. Encuentre a) la energía liberada por
la batería y b) la energía almacenada en C 1. Luego, el interruptor se mueve a B y se deja que el
circuito llegue al equilibrio. Encuentre c) la energía total almacenada en C 1 y C 2. d) Explique
la pérdida de energía, en caso de haber.

18. En el circuito de la figura la carga que se almacena en el capacitor C es la misma si ambos

2

interruptores está n abiertos o cerrados. Hallar el valor del capacitor C x si:

C 1=8 μF C 2=24 μF C 3=12 μF C4 =4 μF

19. Dos conductores está n hechos del mismo material y tienen la misma longitud L. El
conductor A es un tubo hueco con diá metro interior de 2.00 mm y diá metro exterior de
3.00 mm; el conductor B es un alambre solido con radio R . ¿Qué valor de R se
B B
requiere para que los dos conductores tengan la misma resistencia medida entre sus
extremos?

20. El circuito en la figura tiene un capacitor conectado a una batería, dos

interruptores y tres resistores. Al principio, el capacitor esta descargado y
los dos interruptores está n abiertos.
A. El interruptor S1 está cerrado. ¿Cuá l es la corriente que fluye fuera de
la batería inmediatamente después de que se cierra el interruptor S1?
B. Luego de aproximadamente 10.0 minutos, el interruptor S2 se cierra.
¿Cuá l es la corriente que fluye fuera de la batería inmediatamente después de que se cierra el interruptor S2 ?
C. ¿Cuá l es la corriente que fluye fuera de la batería aproximadamente 10 minutos después de que se cierra el
interruptor S2 ?
D. Al cabo de otros 10.0 minutos se abre el interruptor S1 ¿Cuá nto tiempo es necesario hasta que la corriente en el
resistor de 200 Ω sea menor que 1.00 mA?
21. Un condensador de placas planas paralelas, tiene un á rea A y una separació n entre placas 3 d . En
su interior existe un dieléctrico de constante K 1=2 , á rea A y grosor d . El condensador se carga
2
6 ε0 A V
adquiriendo una energía U = . Calcule:
d
A. La carga del condensador.
B. La energía final del condensador si se llena todo el volumen vacío con un dieléctrico de constante K=6, sin
desconectar la fuente.

22. La figura muestra un circuito con V =12.0V , C 1=500 pF y C 2=500. pF . El interruptor se cierra, hasta A, y el
capacitor C 1 se carga por completo. Encuentre:
A. La energía liberada por la batería.
B. La energía almacenada en C 1. Luego, el interruptor se mueve a B y se deja que el circuito llegue
al equilibrio. Encuentre
C. La energía total almacenada en C 1 y C 2.
D. Explique la pérdida de energía, en caso de haber.

3
23. La diferencia de potencial a través de dos capacitores en serie es 120. V . Las capacitancias son C 1=1,0 x 1 0 μF
3
y C 2=1,50 x 1 0 μF
A. ¿Cuá l es la capacitancia total de este par de capacitores?
B. ¿Cuá l es la carga sobre cada capacitor?
C. ¿Cuá l es la diferencia de potencial a través de cada capacitor?
D. ¿Cuá l es la energía total almacenada por los capacitores?

24. Un capacitor de placas paralelas de 4,0 x 103 nF se conecta a una batería de 12.0 V y se carga.
A. ¿Cuá l es la carga Q sobre la placa positiva del capacitor?
B. ¿Cuá l es el potencial eléctrico almacenado en el capacitor?
Después, el capacitor de 4,0 x 103 nF se desconecta de la batería de 12.0 V y se usa para cargar tres capacitores
descargados, uno de 100 nF , uno de 200 nF y otro de 300 nF , conectados en serie.
C. Después de que se cargan, ¿cuá l es la diferencia de potencial a través de cada uno de los cuatro capacitores?
D. ¿Cuá nta de la energía eléctrica almacenada en el capacitor de 4,0 x 103 nF se transfirió a los otros tres capacitores?
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25. Un capacitor de placas paralelas con aire en el entrehierro entre las placas se conecta a una batería de 6.00 V. Después
de la carga, la energía almacenada en el capacitor es 72.0 nJ . Sin desconectar el capacitor de la batería, se introduce
un dieléctrico en el entrehierro y de la batería al capacitor fluyen 317 nJ adicionales de energía.
A. ¿Cuá l es la constante dieléctrica del dieléctrico?
B. Si cada una de las placas tiene un á rea de 50.0 cm 2, ¿cuá l es la carga sobre la placa positiva del capacitor tras
insertarse el dieléctrico?
C. ¿Cuá l es la magnitud del campo eléctrico entre las placas antes de que se inserte el dieléctrico?
D. ¿Cuá l es la magnitud del campo eléctrico entre las placas tras insertarse el dieléctrico?

26. Una batería comú n AAA tiene una energía almacenada de aproximadamente 3 400 J (la capacidad de la batería suele
ser de 625 mA h , lo cual significa que tanta carga puede entregarse a aproximadamente 1.5 V ). Suponga que desea
construir un capacitor de placas paralelas que almacene esta cantidad de energía, usando una separació n de placas de
1.0 mm y con aire que llena el espacio entre las placas.
A. Suponga que la diferencia de potencial a través del capacitor es 1.5 V. ¿Cuá l debe ser el á rea de cada placa?
B. Si se supone que la diferencia de potencial a través del capacitor es la má xima que puede aplicarse sin que se
descomponga el dieléctrico, ¿cuá l debe ser el á rea de cada placa?
C. ¿Puede cada capacitor ser un sustituto idó neo para la batería AAA?
27. La figura presenta un circuito que contiene dos baterías y tres resistores. Las baterías
suministran V 1=12.0 V y V 2=16.0 V y no tienen resistencia interna. Los resistores
tienen resistencias de R1=30.0 Ω, R2=40.0 Ω , y R 3=20.0 Ω. Encuentre la magnitud
de la caída de potencial a través de R2.
28. Un tubo cilíndrico de longitud “ L ” tiene un radio interior “a ” y uno exterior “b ”. El
material tiene resistividad ρ . La corriente fluye radialmente de la superficie interior a la exterior.
ρ b
A. Demuestre que la resistencia es R= ln .
2π a
B. ¿Cuá l es la resistencia de un filamento de carbó n cuyas dimensiones son a=0,4 [ cm ] ,b=3 [ cm ] y L=30 [cm]? ¿

29. El nicromel es una aleació n que se emplea en el elemento calefactor de un calentador de agua que opera a 120[V ]. La
resistencia “fría” a 20[℃] es de 16 [Ω].
A. Si el radio del alambre es de 1[mm] ¿cuá l es su longitud?
B. ¿Cuá l es la corriente a 200[ ℃] ? (La resistividad del nicromel es: 1.2 x 1 0−6 [ Ω. m ] , y su coeficiente de
temperatura: 0.4 x 10−3 [ ℃−1 ] .
30. Un aire acondicionado usa 14 A a 220 V de corriente alterna (CA). El cable conector es un alambre de cobre con un
diá metro de 1.628 mm. a) ¿Cuá nta potencia consume el aire acondicionado? b) Si la longitud total del alambre es de
15 m, ¿cuá nta potencia se disipa en el alambre? c) Si en su lugar se usa alambre de cobre del nú mero 12, con un
diá metro de 2.053 mm, ¿cuá nta potencia se disiparía en el cableado? d) Considerando que su aire acondicionado
trabaja durante 12 h al día, ¿cuá nto dinero se ahorraría al mes (30 días) si se usa alambre del nú mero 12? Considere
que el costo de la electricidad es de $ 224,0 por kWh.