OLIMPIADA DE FÍSICA 2000-2001

Banco de Problemas para

Electricidad y Magnetismo

 

1. Diga qué es un cuerpo electrizado, cuántos tipos de carga existen, cite las partículas que forman al átomo y diga qué tipo de carga tienen.

 

2. ¿En qué unidades se mide la carga eléctrica y cómo se definen éstas unidades?

 

3. Diga qué es polarización de carga y porqué un cuerpo neutro puede ser atraído por uno cargado.

 

4. Escriba la ley de Coulomb con una fórmula y explíquela con palabras.

 

5. Dos cargas q1 = 2C y q2 = 3C se encuentran a una distancia r = 2m., ¿cuánto vale la fuerza que se ejercen entre si?

 

6. Un cuerpo que se electriza positivamente pierde 31x 1012 electrones, ¿cuál de los siguientes resultados nos dice cuánta carga adquiere:

 

a) 4. 967x106 C               b) 4. 966x10-8 C               c) 5.67x10-6 C           d) 4. 9667x108 C              e) 4. 967x10-6 C

 

7. ¿Cuál de las siguientes expresiones es la correcta para el campo eléctrico que produce una partícula cargada?

 

 

a)       b)      c)         d)      e)

 

8. Tenemos una partícula cargada de 3 mC, y los valores del campo que produce a r = 2 m, 4m, 6m se presentan en la siguiente tabla: ¿cuál de las siguientes gráficas corresponde a la tabla mencionada?

 

E( N/C2)

distancia (m)

2

6740.8

4

1685.2

6

748.97

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Calcule el campo eléctrico que produce una partícula cargada de 2 mC a las siguientes distancias: 1m, 2m, 3m, 4m y 5m. Enseguida haga la gráfica de E versus r correspondiente.

 

10. Colocamos una partícula cuya carga es q en un campo eléctrico cuya magnitud es E. La partícula recibe una fuerza de magnitud F. ¿Cual de las siguientes fórmulas expresa correctamente la relación de la fuerza con el campo eléctrico?

 

a)      b)         c)        d)        e)

 

 

11. En el campo que produce la carga de 3 mC del problema número dos se coloca otra partícula distinta. Ésta tiene una carga de 5 mC y se coloca a las distancias de 1m, 2m, 3m, 4m y 5m. Haga los cálculos necesarios para hacer una tabla que en la primera columna tenga escrita la distancia que separa a ambas cargas y en la segunda tenga escrita la fuerza que se ejercen las dos cargas entre si.

 

12. Un dipolo eléctrico es un modelo idealizado de un átomo, o molécula, ligeramente deformado. Investigue qué es ese dipolo eléctrico.

 

13. ¿Qué es la corriente eléctrica y en qué unidades se mide?

 

14. ¿Cómo se llaman los materiales que conducen corriente eléctrica y cómo los que no la conducen?

 

15. A partir de los materiales que observa en su vida cotidiana, diga cinco ejemplos de materiales que conducen la corriente eléctrica y tres ejemplos de materiales que no conducen corriente eléctrica.

 

16. En síntesis, cuando se colocan cargas eléctricas cerca de materiales conductores, la carga se polariza. En cambio si la cargas eléctricas se colocan cerca de materiales que no son conductores (dieléctricos), los átomos se deforman levemente pero no conducen carga. ¿Qué aparece entonces? Haga un dibujo de algún material no conductor, detallando cómo deberían verse los átomos si no hay cargas eléctricas cercanas y cómo se ven si se acercan dichas cargas.

 

17. En las calculadoras, relojes electrónicos, computadoras, etc. se usan materiales semiconductores. Describa qué son dichos materiales.

 

18. Un alambre recto, muy largo, lleva una corriente cuya magnitud es I. Esta corriente genera un campo magnético que llamamos B, en torno al alambre. Dibújelo.

 

19. Un alambre recto, muy largo, lleva una corriente cuya magnitud es I. A una distancia r del alambre se puede medir un campo magnético B. ¿Cuál de las siguientes expresiones relaciona correctamente la magnitud del campo magnético, con la magnitud de la corriente y la distancia r al alambre?  

a)    b)    c)   d)            e)

 

20. Diga cómo se llama la constante m0 que aparece en la fórmula correcta y cuál de los siguientes es su valor correcto

 

a) m0 =1.2566370614x 10-6    b) m0 = 52.6370614x10-6

c) m0 =1.2566370614 102       d) m0 = 6.66370614x10-6

 

21. Un alambre recto lleva una corriente de 10A y genera en torno suyo un campo magnético cuyos valores se expresan en la tabla junto con las distancias a las cuales fue medido. Haga una gráfica de B respecto a r

 

r(cm)

B Teslas

2

0.0001

3

0.000067

4

0.00005

5

0.00004

 

22. Un alambre recto lleva una corriente de 62A y genera en torno suyo un campo magnético. Calcule el valor de dicho campo a las siguientes distancias del alambre: 1cm , 2cm, 3cm, 4cm. Escríbalos en una tabla como la anterior y enseguida haga una gráfica de B respecto a r.

 

23. En las afueras de un poblado pasan grandes cables que conducen corriente desde una planta termoeléctrica que genera corriente y la lleva a una ciudad distante. Un estudiante mide el campo magnético a diversas distancias de dicho campo y hace una gráfica con la distancia en el eje horizontal y la magnitud del campo en el eje vertical ¿A cuál de las siguientes gráficas se debe parecer lo que encuentra el estudiante?

 

 

 

 

 

 

 


 24. La radio de su casa detecta una clase de ondas, diga cuáles son, investigue en un su libro en que consisten y haga un dibujo que indique como varían cuando avanzan.

 

25. ¿Qué hacen las ondas del problema anterior en la antena de la radio de su casa?

 

26. Lleve una radio portátil en un automóvil y pase por debajo de alambres de alto voltaje (o alta tensión). Describa qué ocurre y explique a que se debe.

 

27. Diga qué es la ley de inducción de Faraday y haga un dibujo detallando los campos eléctricos y magnéticos que aparecen allí.

 

28. ¿Cómo funciona el motor eléctrico de las licuadoras? Explíquese con un dibujo. De cuatro ejemplos de otros aparatos que tienen motores que funcionan con el mismo principio.

 

29. ¿Cómo funcionan los generadores de corriente eléctrica que se usan en lugares donde no ha llegado el tendido eléctrico de la Comisión Federal de Electricidad? ¿Cómo cree Usted que funcionan las termoeléctricas y las presas hidroeléctricas que construye la Comisión Federal de Electricidad?