SABER 11

ELECTROMAGNÉTISMO

BALINES CONDUCTORES Los balines conductores 1 y 2 tienen Q1 = 2q y Q2 =

4q respectivamente. Sus masas son despreciables, están suspendidos de hilos no conductores e interactúan electrostáticamente

197. El esquema de fuerzas que mejor representa la interacción electrostática entre los balines 1 y 2 es:

198. Al balín 2 se le conecta un cable a tierra y se mantiene la conexión como se observa en la siguiente figura

El campo eléctrico total en el punto P es:A. nulo, porque el campo generado por el balín 1 es de igual

magnitud y va en dirección opuesta al campo generado por el balín 2.

B. igual al campo producido por el balín 1, porque sólo este balín tiene una distribución de cargas que genera campo.

C. nulo, porque en este punto no existe ninguna carga de prueba que experimente la fuerza del campo generado por los balines 1 y 2.

D. D. igual al campo producido por el balín 2, porque la conexión a tierra hace que el balín 2 gane electrones y se anula el campo del balín 1.

199. El nuevo esquema de fuerzas que mejor representa la fuerza entre los balines 1 y 2 es:

200. Si ahora se quita el cable a tierra, el esquema que mejor representa la configuración de cargas en la superficie de los balines 1 y 2 es:

SOLUCIÓN SALINA En el circuito que se muestra en el dibujo, el Agua es

pura y el bombillo no alumbra La diferencia de potencial de la batería es de 20 voltios, la resistencia del bombillo es 10 ohmios, y la resistencia de los cables y de las láminas es despreciable.

201. Después de agregar cierta cantidad de sal al agua, el bombillo alumbra. De lo anterior es válido afirmar que la sal produjo que en el nuevo circuito la:

A. diferencia de potencial fuera mayor que en el inicial.B. diferencia de potencial fuera menor que en el inicial.C. resistencia fuera mayor que en el inicial.D. resistencia fuera menor que en el inicial.

202.La corriente que circula por el circuito cuando el bombillo está alumbrando es 0,5 Amperios. Recordando que en un circuito eléctrico el voltaje, la resistencia y la corriente cumplen la relación V = I x R, y que dos resistencias (R1 y R2) conectadas en serie se comportan como una sola resistencia de valor R1 + R2, es posible determinar que la resistencia en ohmios del agua con sal es

A. 0B. 30C. 10D. 200

203.Un electroimán se construye con un alambre enrollado en una puntilla de hierro como indica en la figura. Al conducir una corriente eléctrica sobre el alambre, éste atrae algunos metales.

Para levantar cuerpos metálicos más pesados se tendría que:

I. Aumentar el número de espiras sobre la barra. II. Disminuir el número de espiras sobre la barra. III. Aumentar la corriente eléctrica sobre el alambre. De estas afirmaciones, son correctas: A. I y III B. II y III C. Sólo I D.

Sólo II

204. Se lanza un haz de partículas idénticas, todas con la misma velocidad, en una región donde existe un campo magnético uniforme de magnitud B. El haz se divide en cuatro, cada uno de los cuales describe una semicircunferencia, como se observa en la figura.

El haz que tiene las partículas más masivas es

A. 1B. 2C. 3D. 4

205. Las esferas metálicas que se muestran en la figura se cargan con 1C cada una. La balanza se equilibra al situar el contrapeso a una distancia x del eje

Se pone una tercera esfera a una distancia 2d por debajo de la esfera A y cargada con -2c. Para equilibrar la balanza se debe

A. agregar carga positiva a la esfera A.B. mover la esfera B hacia abajo.C. mover el contrapeso a la derecha.D. mover el contrapeso a la izquierda.

206. La potencia disipada por una resistencia se define como el calor disipado por unidad de tiempo (P=DQ/DT).

De las siguientes expresiones, la que tiene unidades de potencia es (V: voltaje; I: corriente)A. P = V/I B. P = V IC. P = I/ VD. P = V I2

207. Un electrón se encuentra en reposo en una reglón en la que sólo existe campo magnético. Es correcto afirmar que el electrónA. permanece en reposo sin importar la intensidad del campo magnético.B. se acelera en la misma dirección del campo magnético.C. se acelera en la dirección contraria al campo magnético.D. se acelera en una dirección perpendicular al campo magnético.

208.La figura siguiente ilustra la componente x del campo eléctrico (Ex) que produce una esfera metálica hueca con radio R y carga positiva +Q, como función de la coordenada x. el centro de la esfera en x = 0

La grafica que mejor representa la componente x de la fuerza eléctrica que experimenta una carga negativa –Q como función de la coordenada x es:

209.Dos cargas q y – q se encuentran dispuestas en la forma indicada en la figura.

Si E1 y E2 son los campos eléctricos generados respectivamente por q y – q en el punto P, el diagrama que los representa es:

CONTESTE LAS PREGUNTAS 210 AL 212 DE ACUERDOCON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN.

Utilizando dos láminas metálicas cargadas se genera un campo eléctrico constante en la región limitada por las placas. Una persona camina dentro de la región con campo llevando una pequeña esfera cargada eléctricamente con -0,1C. 210. Que la diferencia de potencial entre las placas sea 100 voltios,

significa que:A. en cualquier punto entre las placas la energía eléctrica de 1C es 1

Joule.B. la energía necesaria para llevar 1C de una placa a la otra es 100J.C. la energía asociada a 1C es 100 voltios.D. la energía necesaria para llevar 100C de una placa a la otra es 1J.

211. Para hacer trabajo contra la fuerza eléctrica la persona debe caminar en la dirección:

A. N B. S C. E D. O

212. El trabajo en contra de la fuerza debido al campo eléctrico, para llevar la esfera cargada desde el punto A hasta el punto B, es:

A. 50J, positivo porque la energía eléctrica de la esfera aumenta cuando se mueve de A a B.

B. -50J, negativo porque la energía eléctrica de la esfera disminuye cuando se mueve de A a B.

C. 10J, positivo porque la energía eléctrica de la esfera aumenta cuando se mueve de A a B.

D. -10J, negativo porque la energía eléctrica de la esfera disminuye cuando se mueve de A a B.

214.En la figura se muestra un circuito eléctrico con una fuente de voltaje V y dos resistencias idénticas de valor R

En términos de la corriente en la batería (i), los valores de las corrientes i e i son respectivamente

A. i/2, i/2B. 2i, iC. i, iD. i, 2i

215. Cuando una persona conecta un instrumento eléctrico a una toma corriente y no funciona, empieza a mover el enchufe en todas las direcciones y observa que el instrumento se enciende y apaga. Cuando el instrumento se apaga es porque el circuito eléctrico toma corriente – enchufe se encuentra:

A. abierto y permite el flujo de electricidad.B. abierto y no permite el flujo de electricidad.C. cerrado y permite el flujo de electricidad.D. cerrado y no permite el flujo de electricidad.

216. Un pájaro parado en una cuerda de alta tensión no se electrocuta porque

A. el cable ya forma parte de un circuito cerrado y la corriente siempre pasará por el cable y no por el pájaro.

B. la patas del pájaro generan una diferencia de potencial que anula la corriente sobre el segmento de cable entre las patas.

C. el cable entre las patas del pájaro no generan una diferencia de potencial, por lo tanto no hay corriente sobre el pájaro.

D. la resistencia del pájaro es muy grande comparada con la del alambre y por lo tanto la corriente a través del pájaro es prácticamente cero.

La figura muestra un dipolo eléctrico formado por 2 pequeñas esferas con cargas de iguales valores y signos contrarios a una distancia l la una de la otra.

217.Las líneas de campo eléctrico en la cercanía de dipolo son:

218.La energía necesaria para formar el dipolo como función de la distancia L es descrita cualitativa por la gráfica.

CONTESTE LAS PREGUNTAS 217 AL 219 DE ACUERDOCON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN.

219. Si se adopta un sistema de referencia cuyo origen se ubica en el centro del dipolo como muestra la figura, y se coloca una esfera de carga 2Q en el punto P

La fuerza electroestática resultante sobre la carga 2Q es

RESPONDA LAS PREGUNTAS 220 A 221 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN

La figura muestra dos partículas cargadas (1 y 2) en donde la partícula 1 está fija.

220. En estas condiciones es cierto que:A. la fuerza electrostática sobre 2 vale cero, porque la carga neta es cero.B. para mantener a 2 en reposo se debe ejercer sobre ella una fuerza de

valor en la dirección positiva del eje xC. la distancia d puede variar sin que se modifique la fuerza eléctrica de q

sobre –q.D. es posible mantener a 2 en reposo ejerciendo sobre ella una fuerza

mayor en magnitud a , formando un ángulo θ apropiado con el eje x.

221. Si sobre la partícula 2 se ejerce una fuerza paralela al eje X tal que la distancia entre 1 y 2 aumenta linealmente con el tiempo, es cierto que:

A. la fuerza neta sobre 2 es cero en todo instante B. como la interacción eléctrica disminuye, el valor de aumentaC. el movimiento de 2 es uniformemente acelerado debido a la interacción

eléctrica con la partícula 1D. el valor de permanece constante.

2

2

dkq

2

2

dkq

RESPONDA LAS PREGUNTAS 222 A 223 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN

223.De las siguientes sugerencias que se dan para duplicar los valores de las fuerzas anteriores, la acertada es:

A. duplicar la distancia entre las cargas.B. reducir a la mitad la distancia entre las cargas.C. duplicar la magnitud de las dos cargas.D. duplicar la magnitud de una de las dos cargas.

RESPONDA LAS PREGUNTAS 224 Y 229 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN

En 1909, Robert Millikan calculo la carga eléctrica de los electrones con ayuda del montaje experimental que se esquematiza en la figura. 

El experimento consiste en un atomizador que rocía gotas de aceite sobre el gas atrapado entre las placas metálicas. Las gotas caen libremente, pero cuando se activa un campo eléctrico adecuado entre las placas, se puede lograr que algunas gotas de aceite queden suspendidas. 1. En este experimento se aprecian los siguientes resultados en tres

situaciones distintas.I. Algunas gotas quedan suspendidas.II. Algunas gotas se van hacia la placa positiva.III. Algunas gotas van hacia la placa negativa. 224. De estos resultados, aquellos que permiten identificar el signo de

la carga son: A. I y II B. II y III C. I y III D. I, II y III

225. Si se aumenta la intensidad del campo eléctrico entre las placas, es de esperar que las gotas:

A. suban, porque la fuerza electrostática será mayor que la gravitacional. B. oscilen con amplitud proporcional al campo, porque las gotas tienden al

volver al equilibrio.C. bajen más rápido, porque la fuerza electroestática sobre ellas aumenta.D. sigan suspendidas, porque la intensidad del campo no influye en el

movimiento.

226. Si se enciende un campo magnético (B) cuando las gotas están suspendidas, las gotas:

A. se mueven, porque las cargas eléctricas siempre reaccionan a los campos magnéticos.

B. no se mueven, porque el campo magnético interactúa con cargas en reposo.

C. se mueven, porque la gota cargada es una corriente eléctrica.D. no se mueve, porque las gotas solo tienen carga eléctrica y no magnética.

227. Si se invierte la dirección del campo eléctrico, las gotas que están suspendidas:

A. se mueven verticalmente hacia arriba.B. caen como si no existiera el campo eléctrico.C. caen con una aceleración mayor que la gravedad.D. se quedan suspendías de la misma forma.

228.Las gotas se cargan eléctricamente cuando pasan a través del atomizador. El mecanismo según el cual se cargan las gotas en este proceso es similar al proceso de carga de:

A. un objeto conductor, cuando se encuentra en medio de un campo eléctrico.

B. una barra de hierro, cuando se pone en contacto con una superficie cargada.

 229.La condición de equilibrio mecánico sobre la gota implica que

mg = gE, donde m es la masa de la gota, g la aceleración de la gravedad, q la carga de la gota y E la magnitud del campo eléctrico. Entonces, puede afirmarse que en equilibrio mecánico:

A. la magnitud de la fuerza eléctrica es igual a la del peso.B. no se ejerce fuerza eléctrica ni gravedad sobre las gotas.C. la masa de la gota es igual a su campo.D. el campo eléctrico es igual a la gravedad.

230. La linterna de Andrés emite muy buena luz; pero, a pesar de que las baterías están nuevas, no enciende porque los polos positivos de las pilas están en contacto, y cuando eso pasa

A. la corriente eléctrica no puede fluir y no llega a la bombilla B. la linterna consume la energía de las pilas instantáneas C. la suma del voltaje de las pilas es negativa y repele a los electronesD. la resistencia eléctrica de la linterna se vuelve cero inmediatamente

231.Las líneas de campo que representan correctamente la interacción entre una placa uniforme cargada positivamente y una esfera cargada negativamente son:

232.El diagrama que describe el comportamiento de la carga eléctrica en una esfera conductora al acercarse una esfera plástica con carga positiva es

Balanza Electrostática Suponga una balanza como la que se muestra en la

siguiente figura. En uno de sus extremos tiene una masa m y en el otro un par de placas cargadas eléctricamente.

233.Para que el sistema esté en equilibrio, suponiendo que l1

y l2 tienen la misma longitud, es necesario que la fuerza electrostática entre las placas con cargas eléctricas Q1 y Q2.

A. tenga la misma magnitud e igual dirección que el peso de la masa m.

B. tenga el doble de la magnitud e igual dirección que el peso de la masa m.

C. tenga la misma magnitud y dirección contraria a la del peso de la masa m.

D. tenga el doble de la magnitud y dirección contraria a la del peso de la masa m.

RESPONDA LAS PREGUNTAS DE LA 223 A 236DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACION

234.La masa puede descender aplicando una fuerza de magnitud constante F en algún punto sobre la barra. El vector de fuerza y el punto de aplicación sobre la barra que representan la forma más eficiente de hacer que la masa descienda está descrito por la figura

235.Suponga que Q1, es positiva y Q2 es negativa. El campo eléctrico entre las placas está representado por el diagrama vectorial mostrado en

236.Sí se acerca una barra con carga -Q1 a la placa positiva, la fuerza electrostática entre las placas

A. disminuiría, porque la barra induce carga negativa sobre la placa positiva y se reduce la carga disponible que produce la fuerza.

B. permanecería igual, porque al no haber contacto entre la barra y la placa, no varía la distribución de carga sobre las placas.

C. disminuiría, porque al acercar la barra cargada a la placa positiva, algunas cargas se transfieren al ambiente.

D. permanecería igual, porque al acercar la barra a la placa la carga se reorganiza pero no cambia su cantidad.

237.Una estudiante quiere conocer la relación que existe entre el voltaje y la corriente. Para ello, construye un circuito que tiene un bombillo y mide la corriente que pasa por éste con un amperímetro (A).

La estudiante incrementa el voltaje aumentando el número de pilas que conecta en el circuito. La tabla muestra los valores medidos por la estudiante.

Según sus resultados, ¿Qué relación hay entre el voltaje y la corriente en el bombillo?

A. La corriente es independiente del voltaje.B. La corriente depende exponencialmente del voltaje.C. La corriente es directamente proporcional al voltaje.D. La corriente es inversamente proporcional al voltaje.

Número de pilas Corriente (Amperios)

2 104 208 40

238.Una resistencia Ro se conecta en paralelo a otra resistencia R, como indica la figura. Si se tiene que la resistencia equivalente entre los puntos a y b igual a Ro/4 se debe cumplir que el valor de R es igual a:

EL CIRCUITO Considérese el circuito que se muestra en la figura. La

batería está formada por dos pilas de linterna en serie y el bombillo es también de linterna. Cuando los bornes A y B están abiertos como en la figura, el bombillo se encuentra encendido e ilumina con una cierta intensidad luminosa I.

239. Si entre los bornes A y B se coloca un alambre de cobre:

A. el bombillo permanece encendido pero ilumina con mayor intensidad porque fluye más corriente por el circuito.

B. el bombillo se apaga porque la resistencia del alambre es mucho menor que la del bombillo y casi toda la corriente fluye por el alambre.

C. el bombillo permanece encendido pero ilumina con menor intensidad porque el voltaje entre sus bornes ha disminuido.

D. el bombillo se apaga por que la corriente aumenta mucho y el filamento se funde.

240.Si entre los bornes A y B se coloca otro bombillo idéntico al primero:

A. los dos bombillos se encienden pero la intensidad de cada uno de ellos baja a la mitad porque la corriente tiene ahora que repartirse entre los dos.

B. los dos bombillos se encienden pero la intensidad de cada uno de ellos baja a la mitad porque la potencia liberada por la batería debe alimentar dos bombillos.

C. los dos bombillos se encienden y la intensidad de cada uno de ellos permanece igual al valor inicial I porque la batería libera ahora el doble de potencia.

D. los dos bombillos se encienden pero la intensidad de cada uno de ellos baja a la mitad porque el voltaje de la batería debe dividirse ahora entre los dos bombillos.

241.Si entre los bornes A y B se colocan en serie dos bombillos iguales al primero que llamaremos 2 y 3, en el circuito

A. los tres bombillos iluminan con la misma intensidad pero ésta es menor que I ya que la energía total se reparte ahora entre tres bombillos.

B. el bombillo original ilumina con la misma intensidad I pero 2 y 3 iluminan con una intensidad I/2 porque la corriente que pasa por estos últimos se ha reducido a la mitad.

C. los tres bombillos iluminan con la misma intensidad pero ésta es menor que I ya que el voltaje total de la batería se reparte ahora entre tres bombillos.

D. los tres bombillos iluminan con la misma intensidad I que la del bombillo original ya que la intensidad de iluminación es una característica de cada bombillo.

242. Un circuito eléctrico está constituido por una pila de voltaje u y dos resistencias iguales conectadas en serie. Para medir el voltaje se instalan dos voltímetros V1, y V2 como se ilustra en la figura.

Los voltajes medidos por V1 y V2 respectivamente son:A. ν, νB. ν, 2νC. ν/4, ν/2D. ν/2, ν

243. Se tienen tres resistencias iguales dispuestas en diferentes configuraciones como se ve en las figuras, alimentadas por fuentes iguales.

244. La configuración en la cual la fuente suministra mayor corriente es  A. 1B. 2C. 3D. 4

RESPONDA LAS PREGUNTAS DE LA 245 A 246DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACION

Un circuito eléctrico consta de tres resistencias en serie, R1 = R, R2 = 2R y R3 = 3R, conectadas a una batería que suministra un voltaje V, produciendo una corriente I, como se muestra en la figura.

245.Si se agrega una cuarta resistencia en serie de cualquier denominación al circuito entre las resistencias R2 y R3, la corriente I en el circuito

A. Aumenta porque aumenta la resistencia equivalente en el circuito.

B. Disminuye, porque disminuye la resistencia equivalente en el circuito.

C. Aumenta, porque disminuye la resistencia equivalente en el circuito.

D. Disminuye, porque aumenta la resistencia equivalente en el circuito.

246.Las relaciones entre voltajes y entre corriente es:

247.Frecuentemente se observa que los pájaros se paran sobre una cuerda de alta tensión eléctrica, incluso sobre el cable pelado (sin aislante), sin llegar a electrocutarse. Sobre un alambre pelado (sin aislante) de alta tensión se posan dos palomas como ilustra la figura.

Si la resistencia eléctrica de una paloma es R y la resistencia del segmento de alambre entre los puntos F y G (o G y H) es r, el esquema de circuito eléctrico que representa correctamente esta situación es