Problemas Resueltos de Electromagnetismo: Cargas, Campos y Circuitos
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Ejercicios Resueltos sobre Conceptos Clave de Electricidad y Magnetismo
Pregunta 1
Dadas dos esferas conductoras, descargadas y mantenidas unidas. Supongamos que acercamos a la de la izquierda un aislante cargado negativamente. Seguidamente, separamos las dos esferas y, finalmente, alejamos el aislante cargado y conectamos la de la derecha a tierra. ¿Qué carga tendrán las dos esferas?
Respuesta: c) La de la izquierda, carga positiva, y la de la derecha, carga nula.
Pregunta 2
Se necesita una batería capaz de almacenar al menos 300 kC. Si el precio de las baterías es directamente proporcional a su capacidad de carga, ¿cuál de las siguientes baterías es la de menor precio que puede almacenar al menos 300 kC?
Respuesta: c) 85 A·h.
Pregunta 3
¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre una esfera conductora maciza cargada es falsa?
Respuesta: e) Fuera de la esfera conductora, el potencial es inversamente proporcional a la distancia elevada al cuadrado.
Pregunta 4
Las unidades correctas para el campo eléctrico en el Sistema Internacional son:
Respuesta: a) N y V/m.
Pregunta 7
Dos conductores esféricos, A de radio RA = 5,0 cm y B de radio RB = 1,0 cm, están separados por una distancia grande. La carga total del conductor A es de 50 nC y la carga total del conductor B es de 30 nC. Estos conductores se unen mediante un hilo. ¿Cuál de las expresiones siguientes es falsa?
Respuesta: d) La carga Q'A será menor que Q'B, dado que RA > RB.
Pregunta 8
Dados dos condensadores cualesquiera:
Respuesta: d) Si se conectan en paralelo, la carga equivalente es igual a la suma de la carga de cada uno de ellos.
Pregunta 9
Un condensador de placas paralelas tiene unas placas de 600 cm2 de área y una separación de 4 mm. Se carga hasta 100 V y luego se desconecta de la batería. La carga y la energía almacenada del condensador son:
Respuesta: a) Q = 0,013 µC; U = 0,664 µJ.
Pregunta 10
La capacidad de un condensador es Co. Si le introducimos un dieléctrico de constante εr entre sus placas:
Respuesta: b) La capacidad nueva será Co · εr.
Pregunta 11
En el proceso de carga de un condensador, la carga almacenada por el condensador en función del tiempo, q(t), viene dada por: q(t) = Q (1 - e-t/τ), donde Q es la carga final que adquiere el condensador. Transcurrido un tiempo t = τ, se cumple:
Respuesta: c) Que el condensador se ha cargado en un 63% de su carga máxima.
Pregunta 12
En el circuito indicado en la figura, ¿cuál es la corriente por la resistencia de 0,5 Ω cuando han transcurrido 15 minutos?
Respuesta: c) I0,5Ω = 0 A.