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En todos los problemas que involucre la gravedad trabaje con 10 m.s-2
Taller de Electrostática.
SECCIÓN A
1. Se aproxima una varilla cargada positivamente a un electroscopio de lámina de oro descargado,
observándose que la lámina se desvía, tal y como se muestra en la figura.
¿Cuál de las filas de la tabla siguiente indica correctamente las cargas de la placa y de la lámina después
de la aproximación?
Placa
Lámina
A. Negativa Negativa
B. Negativa Positiva
C. Negativa Descargada
D. Positiva Negativa
2. Dos esferas metálicas aisladas sin carga, X y Y, están en contacto una con otra. Una varilla R cargada
positivamente se lleva cerca de X, tal como se muestra en la figura 1. Después Y se aleja de X, ver figura
2.
¿Cuál de las filas de la tabla siguiente indica correctamente los estados de las cargas finales de X e Y?
X
Y
A. Neutro
Neutro
B. Positivo Neutro
C. Neutro
Positivo
D. Negativo Positivo
3. Dos esferas idénticas cargadas están separadas a cierta distancia una de otra, y cada una inicialmente
experimenta una fuerza electrostática de módulo F debido a la otra. Con el tiempo, la carga desaparece
gradualmente de ambas esferas. En el momento en que cada una de las esferas a perdido la mitad de su
carga inicial, el módulo de la fuerza será:
A.
1
F
16
B.
1
F
8
C.
1
F
4
D.
1
F
2
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4. Durante un experimento sobre electricidad estática, se observa que el objeto A atrae al objeto B, y que el
objeto B atrae al objeto C. A partir de esta observación solamente, puede deducirse que:
A. los objetos A y B tienen cargas opuestas.
B. los objetos B y C tienen cargas opuestas.
C. por lo menos uno de los objetos está cargado.
D. ninguno de los objetos está necesariamente cargado.
5. La fuerza entre el electrón y el protón en el átomo de hidrógeno es alrededor e:
-10
-18
-25
-30
A. 10 N
B. 10 N
C. 10 N
D. 10 N
6. Dos cargas puntuales, +2 nC y -1 nC, están fijadas en posición a lo largo de una línea como se muestra en
la siguiente figura. A lo largo de la línea se sitúa una tercera carga de +1 nC de forma que la fuerza
electrostática resultante sobre la misma es cero. ¿En cuál de las tres regiones I, II y III, podría colocarse la
tercera carga?
A. región I solamente
B. región II solamente
C. región III solamente
D. regiones I o III
7. Dos bolas de la misma masa y carga se suspenden de cuerdas y quedan separadas con un ángulo como se
indica.
Si se incrementa la carga de la bola 1 solamente. ¿Cómo colgarían las dos bolas?
8. Una carga positiva de prueba +q se coloca cómo se indica, equidistante de dos cargas opuestas pero de
igual magnitud.
¿Cuál de las siguientes alternativas que siguen indica la dirección de la fuerza neta sobre la carga de
prueba?
A.
B.
C.
D.
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9. De los siguientes enunciados:
I. La fuerza eléctrica entre 2 partículas se altera si colocamos otra partícula cargada entre ellos.
II. Si una partícula con carga es mayor que la otra, dicha partícula cargada ejerce mayor fuerza en magnitud
sobre la otra partícula.
III. La ley de Coulomb es solamente válida para partículas cargadas en reposo.
IV. Todo objeto con carga eléctrica tiene un exceso o un déficit de electrones.
¿Cuáles enunciados son verdaderos?
A. I, II y III
B. I, III, IV
C. II, III y IV
D. III y IV
10. Una carga positiva q de prueba se suelta cerca de una carga positiva fija Q.
A.
B.
C.
D.
A medida que q se aleja de Q, aquella se moverá con:
velocidad constante
aceleración constante
aceleración creciente
aceleración decreciente
11. La constante k que aparece en la Ley de Coulomb, tiene unidades de:
A.
N .m
C2
B.
N
C
C.
N .m 2
C2
D.
N .C 2
m2
12. Si dos esferas metálicas idénticas de cargas – 14 μC y +6 μC respectivamente. Se ponen en contacto entre
sí, entonces, la cantidad de electrones que se transfirieron es de:
B. 8,0 x 1013
C. 8,7 x1013
D. 3,8 x 10-6
A. 6,3 x 1013
13. En la figura se muestra una esfera conductora neutra suspendida de un hilo de seda. Si se acerca una barra
de vidrio cargada positivamente, tal como se indica en la figura. ¿Cuál es la alternativa correcta?
A. entre la barra y la esfera no existe fuerza electrostática de atracción porque la carga neta de la esfera es
cero.
B. la esfera se carga negativamente por inducción.
C. la esfera se carga positivamente por inducción.
D. existe una fuerza electrostática de atracción entre la barra y la esfera
14. Una varilla cagada positivamente se sitúa cerca de la tapa de un electroscopio de hoja de oro sin carga.
¿Cuál de los siguientes diagramas muestra correctamente la distribución de las cargas del electroscopio,
así como la deflexión de la hoja de oro?
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15. Dos esferas aisladas, X e Y, hechas de materiales desconocidos, están en contacto mutuo, tal y como se
muestra en la figura.
La esfera Y está cargada negativamente y la esfera X está conectada a tierra. Se suprime la conexión a
tierra de la esfera X y, entonces, se separan las esferas, como se muestra a continuación.
Se encuentra que la esfera X tiene carga positiva y que la esfera Y permanece cargada negativamente.
¿Cuál se las siguientes opciones describe la naturaleza de los materiales de los que están hechas las
esferas?
Esfera X
Esfera Y
A.
Aislante
Aislante
B.
Aislante
Conductor
C.
Conductor
Aislante
D.
Conductor
Conductor
16. Una esfera con carga positiva cae verticalmente en un vacío comprendido entre dos cargas paralelas que
tienen cargas eléctricas de distinto signo. ¿Cuál de los siguientes diagramas muestra mejor la trayectoria
que seguirá la esfera?
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17. Se muestra el campo eléctrico cerca de dos cargas puntuales.
A.
B.
C.
D.
A partir de este diagrama, se puede afirmar que
Q1 es positiva y Q1 = -Q2.
Q1 es positiva y Q1 = -2Q2.
Q1 es negativa y Q1 = -Q2.
Q1 es negativa y Q1 = -2Q2.
18. Un electroscopio está cargado inicialmente. A medida que se acerca y se aleja una varilla aislante cerca
del electroscopio el pan de oro cae y se eleva de nuevo.
A.
B.
C.
D.
La carga en la varilla:
es cero.
debe ser positiva.
puede tener el mismo signo que la carga del electroscopio.
debe tener el signo opuesto a la carga del electroscopio.
19. Dos cargas puntuales iguales positivas están fijas como se indica en el siguiente diagrama.
A.
B.
C.
D.
La dirección del campo eléctrico en P (0,1) es en sentido de las:
x positivas.
x negativas.
y positivas.
y negativas.
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20. El cuerpo conductor mostrado en el diagrama está eléctricamente cargado
A.
B.
C.
D.
La intensidad de campo eléctrico:
es paralela a la superficie cerca de la región II.
tiene el mismo módulo sobre la superficie.
tiene su mayor módulo carga de la región I.
tiene su mayor módulo cerca de la región III.
21. Dos cargas desiguales +q y –Q, tienen signo opuesto y la carga Q tienen mayor magnitud que la carga q.
El punto X en la línea VZ está a mitad de camino entre las cargas.
A.
B.
C.
D.
¿En qué sección de la línea habrá un punto donde el campo eléctrico resultante sea cero?
VW
WX
XY
YZ
22. Considerar las tres afirmaciones siguientes. En situaciones electrostáticas las líneas de campo eléctrico:
I. no se cruzan nunca.
II. empiezan en cargas positivas y terminan en cargas negativas.
III son siempre perpendiculares a la superficie de los conductores.
¿Cuál de las siguientes combinaciones es la correcta?
A. todas.
B. I solamente
C. II solamente
D. I y II solamente
23. Una gota de aceite cargada eléctricamente se encuentra entre dos placas paralelas. El campo eléctrico
entre las placas se ajusta de forma que la gota está en reposo. Si la gota de aceite se combina con otra que
no está eléctricamente cargada, la gota combinada:
A. ascenderá.
B. descenderá
C. permanecerá en reposo.
D. ascenderá o descenderá en función de la masa de la segunda gota.
24. En una región donde la intensidad del campo eléctrico es uniforme, dirigida hacia arriba y de
10000
N/C de magnitud, se suelta desde el reposo una partícula de 5g de masa y +2μC de carga eléctrica.
Determine la distancia que recorre la partícula en 5 s.
A. 72,5 m hacia arriba
B. 72,5 m hacia abajo
C. 172,5 m hacia abajo
D. 172,5 hacia arriba
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25. Un cascarón esférico de radio interior a y radio exterior b tienen una carga neta de +3q. Si se coloca en el
centro de su cavidad, sin hacer contacto con la esfera, una partícula de carga +q. El valor del campo
eléctrico para puntos ubicados a r ≥ b y r < a son:
r ≥b
r<a
A.
B.
C.
D.
26.
I.
II.
III.
IV.
A.
B.
C.
D.
3kq / r 2
4kq / r 2
kq / r 2
 4kq / r 2
 kq / r 2
kq / r 2
4kq / r 2
kq / r 2
Los siguientes enunciados hacen referencia a un conductor cargado electrostáticamente.
la carga eléctrica que se comunica a un conductor reside en su superficie.
el campo eléctrico en el interior de un conductor con carga en reposo es cero.
la carga eléctrica que adquiere un conductor siempre es un múltiplo entero de la carga eléctrica del
electrón o protón.
un conductor aislado eléctricamente siempre conserva su carga neta.
De los enunciados anteriores son verdaderos:
sólo I y II.
sólo I y III.
sólo I, II y IV.
todos los enunciados son verdaderos
27. Un cascarón esférico conductor tiene una carga neta de -4q. Si se introduce una partícula con carga
eléctrica –q en su cavidad interior, sin hacer contacto con su superficie. El valor de la carga eléctrica en
la superficie interior y exterior de cascarón esférico son:
superficie interior
superficie exterior
A.
–q
+3q
B.
+q
-4q
C.
+q
-5q
D.
–q
-3q
28. Una esfera de 10g se encuentra suspendida de una cuerda dentro de un campo eléctrico uniforme de
8 N/C de magnitud. Debido a la carga que posee la esfera se desvía la cuerda de la vertical un ángulo de
30° como indica el gráfico. ¿Qué carga eléctrica posee la esfera?
A. -8 mC.
B. +8 mC.
C. +7 mC.
D. -7 mC.
29. Una gotita de agua tiene un diámetro de 4 x 10 -6 m. Si tiene una carga eléctrica de 12 electrones en
exceso. ¿Cuál es la magnitud y dirección del campo eléctrico uniforme que compensará exactamente al
peso de la gotita?
A. 7,3x105 N/C, hacia arriba.
B. 1,71x105 N/C, hacia arriba.
C. 1,71x105 N/C, hacia abajo.
D. 7,3x105 N/C, hacia abajo.
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30. Una esfera metálica aislada de 1m de radio, posee una carga de -5 μC. ¿Cuántos electrones tenemos que
movilizar de la esfera metálica para que la densidad de carga superficial sea de -4.22 μC/m2?
A. extraer de la esfera 3 x 1014 electrones.
B. extraer de la esfera 3 x 106 electrones.
C. colocar en la esfera 3 x 1014 electrones.
D. colocar en la esfera 3 x 10 -14 electrones.
31. ¿Cuál de los siguientes enunciados es falso?
A. La intensidad máxima de campo eléctrico se da en los puntos en los que se ejercería la máxima fuerza
eléctrica sobre una carga eléctrica positiva o negativa ubicada en ese punto.
B. El campo eléctrico en el interior de un conductor es cero.
C. Un peine cargado atrae un trozo de papel neutro porque éste adquiere carga eléctrica neta por inducción.
D. Los objetos se cargan eléctricamente cuando por frotamiento o por contacto pierden o ganan electrones.
32. Una partícula de carga eléctrica +2q se introduce al interior de una esfera conductora hueca neutra como
se indica en la figura. Si la partícula hace contacto con la superficie interior y luego se la retira
descargada, ¿cuál de las siguientes alternativas es correcta?
A. La superficie interior queda cargada positivamente y la exterior negativamente.
B. La carga total transferida se distribuye tanto en la superficie exterior como inferior.
C. La esfera conductora mantiene su condición de neutralidad eléctrica.
D. La carga total transferida se distribuye solo en la superficie exterior de la esfera.
33. Dos carga iguales de 0,5 μC al colocarse en un medio dieléctrico, experimentan una fuerza de 2 x 104 N
cuando están separadas una distancia de 2 x 10-4 m. La permitividad del medio es:
A. 2,49 x 10-11 C2/Nm2
B. 8,21 x 1011 C2/Nm2
C. 4,58 x 10-10 C2/Nm2
D. 5,77 x 10-12 C2/Nm2
34. Una partícula de 2 g de masa y +20μC de carga eléctrica se lanza horizontalmente hacia una región donde
existe un campo eléctrico uniforme de 400 N/C como se indica en la figura. La distancia máxima
horizontal que alcanzará la partícula al llegar al suelo será:
A. 14,1 m
B. 7,6 m
C. 5,2 m
D. 4,2 m
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35.
I.
II.
III.
A.
B.
C.
D.
De las siguientes afirmaciones:
La carga eléctrica neta que posee un conductor reside en su superficie
El campo eléctrico en el interior de un conductor con carga eléctrica neta es cero.
Las líneas de fuerza o líneas de campo eléctrico son perpendicular a la superficie de un conductor pero
no la penetran.
son verdaderas:
sólo I.
sólo II.
sólo III.
todas las afirmaciones son verdaderas.
SECCIÓN B
Esta sección es sobre dos procesos de carga electrostáticos.
(a) Una varilla de goma R está originalmente descargada. Cuando se frota con una piel, la varilla se
carga positivamente. Explicar brevemente cómo se produce la carga neta positiva en la varilla.
(b) Ahora deseamos utilizar la varilla de goma cargada positivamente para cargar una varilla metálica
por inducción electrostática. Los diagramas de abajo muestran los pasos en el proceso. Para cada
caso, decir lo que ocurre y dibujar la distribución de carga en la varilla metálica.
(i) Se acerca la varilla de goma cargada a la varilla metálica.
(ii) Se conecta a tierra la varilla metálica.
(iii) Se quita la conexión a tierra.
(iv) Se quita la varilla de goma.
(c) La varilla de goma cargada puede continuar utilizándose para cargar por inducción otras varillas
metálicas. ¿Cómo puede ser esto consecuente con el principio de conservación de la carga?
Justificar la respuesta, teniendo en cuenta toda la carga antes y después del proceso.
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SECCIÓN C
Esta sección es sobre fuerzas eléctricas.
(a) Una pequeña esfera P, de masa 0,005 kg, tiene una carga de +5nC. Está suspendida en un campo
eléctrico por un hilo ligero de seda como se indica en la figura.
(i) En el diagrama arriba, dibujar e identificar todas las fuerzas sobre la esfera.
(ii) Calcular la tensión de la cuerda.
(iii) Calcular el módulo del campo eléctrico.
(iv) Si se corta la cuerda, calcular el módulo, dirección de la aceleración de la masa.
(v) Dibujar la trayectoria seguida por la masa, después de cortarse la cuerda. Puede despreciarse la
resistencia del aire.
(b) Dos esferas de 0,.005 kg igualmente cargadas, P y Q, están suspendidas por hilos de 10 cm de
longitud como se indica abajo. Cada hilo aislante forma un ángulo de 300 con la vertical.
(i) Calcular la carga en cada esfera.
(ii) ¿Es posible hacer los dos ángulos, que se indican a 300, desiguales alterando una o ambas cargas?
Justificar su respuesta.
(iii) ¿Es posible hacer los dos ángulos, que se indican a 300, desiguales alterando una o ambas masas?
Justificar su respuesta.
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(iv) ¿Es posible añadir suficiente carga a una o ambas pequeñas masas para hacer uno de los ángulo
igual a 900? Justificar su respuesta.
SECCIÓN C
Esta sección trata de un dispositivo para medir la carga conociendo de antemano el campo eléctrico.
Una bola rellena, ligera, con superficie metálica y con masa m, se suspende entre dos placas verticales
como se indica. Entre las placas existe un campo eléctrico E. Al quedar la bola cargada por
frotamiento, la cuerda de nylon forma un ángulo con respecto a la vertical, tal y como se expone.
(a) Dibujar en la Figura 1 las líneas del campo eléctrico producido por las placas solamente.
(b) Determinar ¿cuál es el signo de la carga de la bola?
(c) Dibujar en la Figura 2 un diagrama de cuerpo libre de las fuerzas que actúan sobre la bola rellena,
cuando cuelga formando un ángulo con respecto a la vertical. Identifique cada una de las fuerzas.
(d) La bola tiene una masa de 40 mg, la magnitud del campo eléctrico es de 8000 N.C-1. Si la cuerda cuelga
formando un ángulo de 200 con respecto a la vertical, determinar la carga en la bola.
SECCIÓN D
Esta sección trata de la física de la caída de un rayo.
En un modelo sencillo de nube de tormenta, una carga negativa se acumula en la base de la nube por el
proceso de separación de carga. El campo eléctrico resultante entre la nube y la tierra es
aproximadamente, el mismo que el que hay entre dos placas paralelas infinitas cargadas. Cuando la carga
en la base de la nube alcanza cierto valor, se produce un rayo entre la tierra y la base de la nube.
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(a) Explique cuál es el significado del término separación de carga.
(b) Defina intensidad del campo eléctrico.
(c) Sobre el diagrama anterior, dibuje el esquema de campo eléctrico existente entre la tierra y la base de la
nube.
(d) La intensidad del campo eléctrico E entre dos placas paralelas e infinitas cargadas viene dada por
E

0
, donde

es la carga por unidad de área.
Justamente antes de un rayo, cierta nube de tormenta tiene una carga de 20 C repartida sobre su base. El
área de la base de la nube es 7 x 106 m2.
(i) Demostrar que el módulo del campo eléctrico entre la base de la nube y la tierra es de,
aproximadamente, 3 x 105 N. C-1.
(ii) Indicar una suposición hecha al aplicar está fórmula.
SECCIÓN E
Esta sección trata sobre cargas eléctricas en reposo.
(a) Definir intensidad del campo eléctrico en un punto de un campo eléctrico.
Cuatro cargas puntuales de igual valor están situadas en los vértices de un cuadrado, tal y como se muestra a
continuación.
La longitud de cada lado del cuadrado es 2a y el signo de las cargas es el indicado. El punto P está en el
centro del cuadrado.
(b)
(i) Deducir que el módulo de la intensidad del campo eléctrico en el punto P, debido a una de las cargas
puntuales, es igual a
kQ
.
2a 2
(ii) Dibujar sobre le diagrama anterior una flecha que represente la dirección y el sentido del campo eléctrico
resultante en el punto P.
(iii) Determinar el módulo de la intensidad del campo eléctrico en el punto P, en términos de Q, a y k.
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