EJERCICIOS DE TRABAJO Y POTENCIAL ELÉCTRICO RECOPILADOS DE EXÁMENES DE

FÍSICA DEL LICEO N° 3 “DÁMASO” 1.-Un cuerpo cargado con carga q y masa m = 2,0x10-12 kg, se deja en reposo en el punto A, que se encuentra en el interior de un campo eléctrico de 200 N/C. Dicho cuerpo pasa por B, situado a 10,0 mm de A, con una velocidad de 200 m/s.

a) ¿Cuánto vale la carga q? b) ¿Cuánto vale la diferencia de potencial entre A y B?

(-2,0x10-8C, 2,0V)

2.- Un electrón se dispara verticalmente desde la posición A con una velocidad de 2,6x106m/s en la región entre dos placas paralelas como muestra la figura. Las placas están

uniformemente electrizadas iguales y opuestas de 3,54x10-9C/m2, y la diferencia de potencial entre A y B es de -13V.

a) Dibuja las líneas de campo eléctrico en la región y las superficies equipotenciales por A y B

b) Calcula la velocidad del electrón cuando pasa por B c) ¿Qué distancia hay entre A y B?

(1,5x106m/s, 0,033m) 3.- Las líneas mostradas, corresponden a un campo eléctrico uniforme de módulo E=2,0x103N/C. Una carga eléctrica puntual negativa de valor 5,0x10-9C, pierde 3,6x10-7J de energía cinética, cuando se desplaza desde A hasta B.

a) ¿Qué trabajo hace la fuerza del campo eléctrico y cuanto se desplaza la carga eléctrica entre A y B? Justifica b) Determine la diferencia de potencial entre las posiciones A y B e indica en cuál de ellas el potencial eléctrico posee mayor valor.

c) Indique el sentido del campo eléctrico.

(-3,6x10 -7J, -72V, VA es mayor que VB, hacia B) 4.- Dos placas metálicas cargadas en el vacío están separadas 15 cm como muestra la figura. El campo eléctrico entre las placas es uniforme y vale 3000 N/C. Un electrón se libera desde el reposo en el punto P y se acelera hasta chocar con la placa en el punto A. a) Calcule la diferencia de potencial eléctrico entre las placas b) Indique el signo y valor de la densidad superficial de carga en cada placa. C)¿Cuál será la velocidad que lleva el electrón justo antes de golpear la otra placa? (450V; 2,6x10-8 C/m2; 1,3x107m/s)

5.-Un electrón se mueve con una velocidad v = 2,0 x 10 6 m/s ingresa en una región en la que existe un campo eléctrico uniforme. Debido a la acción del campo, el electrón se detiene cuando ha recorrido 90 cm. Calcule, despreciando los efectos de la fuerza gravitatoria: a) El trabajo realizado por el campo eléctrico en el proceso de frenado del electrón b) el módulo, la dirección y el sentido del campo eléctrico existente en dicha región.

(-1,8x10-18J 12,5N/C ) 6.-Una batería que establece entre sus terminales una diferencia de potencial V se conecta a dos placas metálicas paralelas separadas una distancia d = 1.0 cm. Un ión libre con q = e+ y masa m= 2,4x10-25kg, en reposo en la superficie de la placa A acelera hacia la placa B donde impacta con vB= 4,0x103m/s. Determina la diferencia de potencial que suministra la batería

(12V)

A

B

Placa 1 2q

𝑣

Placa 2

q A

*B

d = 1.0 cm

A B

7.-En la figura se representan algunas líneas equipotenciales distantes 10 cm. a. Determina el módulo del campo eléctrico y representa algunas líneas de campo. b. Si un electrón se libera en la equipotencial B ¿hacia dónde viajará y con qué velocidad cruzará la próxima equipotencial? (1000V/m; 5,9x106 m/s)

8.-En la figura se muestran líneas equipotenciales separadas 2,0 cm, correspondientes a un campo eléctrico uniforme donde un electrón viaja a velocidad 6,0x105 m/s al pasar por el punto A. a.- Determina la velocidad del electrón al pasar por B. b.- Calcula y representa el campo eléctrico en la región.

(4,2x105m/s; 25V/m) 9.-En el plano de la hoja existe un campo eléctrico descripto por las equipotenciales que se muestran en la figura. Si d = 5,0 cm. a.- Calcule y represente la fuerza eléctrica sobre un electrón ubicado en A b.- Si el electrón ubicado en A se libera, determine la variación de energía cinética cuando avanzo una distancia igual a 5,0 cm.

(6,4x10-18N, 3,2x10-19J) 10.-Una bolita de masa 0,20g y carga q=+1,0µC acelera hacia arriba con a =3,0m/s2 dentro del campo Eléctrico existente entre dos placas electrizadas con signo contrario, separadas 10cm, como muestra la figura. a) Determina la diferencia de potencial entre las placas. b) Calcula la densidad superficial de carga en cada placa (60V/m, 5,3x10-9C/m2)

11.-Justo en medio de dos placas separadas 12cm, cargadas uniformemente con signos opuestos, se libera un protón que acelera hasta viajar a 2,4x105m/s, justo antes de impactar en la placa B. a) Determina y representa el campo eléctrico entre las placas

b) Si VA= 600V ¿Cuánto vale VB? c) ¿Cuánto tiempo emplea el protón en chocar la placa? (4800N/C de VA a VB, 24V, 5,0x10-7s) 12.-En la figura se representan las superficies equipotenciales entre dos láminas infinitas uniformemente cargadas, con densidad superficial de carga de igual valor absoluto y de signos opuestos.

a) Indicar donde se ubica cada lámina y determinar el campo eléctrico entre

ellas.

b) Si se libera un electrón en el potencial 30 V indica hacia donde viajará y

que velocidad tendrá al cruzar la siguiente equipotencial?

(150V/m hacia la izquierda, 2,3x106m/s a la derecha) 13.- Dos placas planas cargadas con iguales y opuestas crean un campo eléctrico representado mediante línea equipotenciales, separadas 1,0cm . a.- Determina y representa el campo eléctrico entre las placas. b.- Un protón que pasa por la equipotencial 4,0V con energía cinética 1,6x10-18J, con velocidad opuesta al campo E ¿qué velocidad tendrá al impactar en la placa?

(200V/m hacia la derecha, 5,3x104m/s)

VA= 100V VB= 200V

e-

VC= 300V

VA VB

G a

2,0V 4,0V 6,0V

14.-La figura muestra líneas equipotenciales separadas a 1,0 cm cada una y a 1,0V desde 10V en el centro

a) Representa las líneas de campo eléctrico, indicando el signo de la carga que se ubica en el centro. Justifica.

b) Determina el trabajo eléctrico que habría que hacer para que un electrón completara la vuelta de la última equipotencial.

(q negativa, 0J) 15.- Dos cargas puntuales q1= -3,00nc y q2 desconocida, se encuentran en los vértices de un triángulo equilátero de 10,0cm de lado y generan en el punto P un potencial V=+45,0V. Determina: a) valor y signo de q2. b) El vector campo eléctrico en el punto P. (+3,5 nC; 2,8x103N/C 57° con la horizontal)

16.-Tres partículas con cargas tales que q2=q3 =1,0nC y q1 desconocida, se disponen en los vértices de un cuadrado de 17cm de lado. El campo debido a las tres cargas en el punto M es EM = 1250N/C. Determina el trabajo que hace el campo eléctrico sobre un electrón que se lleva de M a P. ( -5,0x10-18J)

17.-Tres partículas con cargas de igual signo, se disponen en los vértices de un cuadrado de 12cm de lado. EL POTENCIAL debido a las tres cargas en el punto P es VP=180V. Determina completamente el vector campo eléctrico debido a las tres q en P. (120N/C formando 45° con la horizontal abajo a la derecha)

18.- En los vértices de un cuadrado de 30cm de lado se ubican dos cargas q1= 6,00nC y q2=-8,00nC. a) Calcula el trabajo de la fuerza eléctrica sobre un electrón que viajara de A a B.

19.- Próximo a una carga en reposo Q de -4,8x10-6 C, se mueve otra carga q = 2,0 x 10-9

C, siguiendo la trayectoria ABCD. Calcule el trabajo necesario para llevar la carga desde A hasta D.

20.- Dada la siguiente distribución de cargas q1= 2,0μC q2= 8,0 μC y q3= -8,0 μC a.- Calcula el trabajo necesario para mover la carga q1 desde el punto P hasta el punto A.

21.-Dos cargas puntuales se encuentran en el vacío dispuestas como muestra la figura. Si q1=+20nC y q2= -30nC determina: a) El campo eléctrico neto en el punto A. b) Calcula el trabajo que realiza la fuerza eléctrica al llevar un electrón desde el punto A al B.

q1 q2 Eres

M

q3 P Q 2Q

Q P

q1 q2

A • • B

40 cm

30 cm

q1

q2 A

B

40cm

20cm A 20cm

P q1

q2 q3

20V