Campo y flujo eléctrico

1. ¿Cual es la magnitud del campo eléctrico en un punto situado a 2.0 m de una carga puntual?

2. Una carga puntual q= -8.0 nc se localiza en el origen. Obtenga el vector del campo eléctrico en el punto del campo x= 1.2 m, y= -1.6 m. 

3. Cuando la terminal de una batería se conecta a dos placas conductoras, grandes y paralelas, las cargas resultantes en las placas originan un campo eléctrico en la región entre ellas, que es casi uniforme. Si las placas son horizontales y están separadas por 1 cm y se conectan a una batería de 100 volts, la magnitud del campo es E= 1.00*10^4 N/c. Suponga que la dirección es vectorial hacia arriba, como se ilustra con los vectores en la figura.

   a) Si un electrón en reposo se libera de la placa superior, ¿cual es su aceleración?
   b) ¿Que rapidez y que energía cinética adquiere el electrón cuando viaja 1 cm hacia la           placa inferior? 
   c) ¿Cuanto tiempo se requiere para que recorra esa distancia? 

4. Dos cargas puntuales q1 y q2 de +12 nc y -12 nc, respectivamente, están separadas por una distancia de 0.10 m. Esta combinación de 2 cargas de igual magnitud y signos opuestos se denomina dipolo eléctrico. Calcule el campo eléctrico causado por q1, el campo causado por q2 y el campo total:

   a) En el punto A 
   b) En el punto B 
   c) En el punto C 

5. 

6. Un conductor en forma de anillo con radio a tiene una carga total q distribuida de manera uniforme en toso su perímetro. Encuentre el campo eléctrico en el punto p que se localiza sobre el eje x del anillo.

7. Un conductor en forma de anillo con radio de 2.50 cm tiene una carga positiva de 0.125 nc distribuida uniformemente en su circunferencia. El centro del anillo esta en el origen. 

   a) ¿Cual es el campo eléctrico (magnitud y dirección) en el punto p que esta en el eje de         las x a 40 cm?
   b) En el punto p del inciso anterior se coloca una carga puntual de -2.5 μc ¿Cual es la             magnitud y la dirección de la fuerza ejercida por la carga sobre el anillo?

8. Una varilla de plástico que mide 220 cm de largo y 3.6 mm de radio, transporta una carga negativa de 3.8*10^-7 c distribuida uniformemente sobre su punto medio de la varilla?

9. Un alambre delgado y muy largo tiene una densidad de 1.5*10^-10 c/m ¿A que distancia del alambre la magnitud el campo eléctrico es de 2.5 N/c?

10. Una carga de -6.5 nc esta distribuida de una manera uniforme sobre la superficie de una carga de un disco con r= 1.25 cm. Obtenga la magnitud del campo eléctrico que produce en el punto p a una distancia de 2 cm de su centro. 

11. Las cargas puntuales q1= q2= 4.5 nc están separadas 31 mm y forman un dipolo eléctrico.
    a) Calcule el momento dipolar.
    b) Las cargas están en un campo eléctrico uniforme cuya dirección forma un angulo de            36.9° ¿Cual es la magnitud de este campo si el par de torsión que ejerce sobre el                dipolo tiene una una magnitud de 7.2*10^-9 Nm?

12. La figura muestra un dipolo eléctrico en un campo eléctrico uniforme de 5*10^5 N/c. Las cargas son (+ y -) 1.6*10^-19 c y se encuentran separadas a una distancia de 0.125 nm= d.  
    a) Encuentre la fuerza neta ejercida por el campo sobre el dipolo 
    b) La magnitud del momento dipolar.
    c) La magnitud del par de torsión.

13. Un disco cuyo radio mide 0.10 m esta orientado con su vector unitario normal formando un angulo de 30° respecto a un campo eléctrico uniforme E cuya magnitud es de 2*10^3 N/c (puesto que esta superficie no es cerrada, no tiene un adentro ni un afuera. Es por ello que se debe especificar la dirección de en la figura).
     a) ¿Cual es el flujo eléctrico a través del disco? 
     b) ¿Cual es el flujo a través del disco si este se orienta de modo que su normal sea                    perpendicular a E?
     c) ¿Cual es el flujo a través del disco si su normal es paralela a E?

14. Un cubo de arista L esta situado en una region de campo electrico uniforme E. Determine el flujo electrico que pasa a traves de cada cara del cubo y el flujo total a traves de este cuando a) El cubo esta orientad con 2 de sus caras perpendiculares al campo E, como se ilustra en la figura b) Cuando el cubo se gira un angulo, como se muestra en la figura.

1 15. Una carga puntual positiva q= 30 µc esta rodeada por una esfera centrada en la carga y cuyo radio mide 0.20 m. Determine el flujo electrico a traves de la esfera debido a esta carga.

 16.  Una partícula alfa, el núcleo de un átomo de helio, tiene una masa de 6.64*10^27 kg y una carga de 2e. ¿Que magnitud y dirección del campo eléctrico balancearía su peso?

17. Calcule la magnitud del campo eléctrico generado por un dipolo eléctrico, cuyo momento dipolar es 3.5*10^-29 c*m, en un punto situado a 25.4 nm a lo largo del eje bisectorial. 

18. Una partícula tiene carga de -3 nc a)Encuentre la magnitud y dirección del campo eléctrico debido a esta partícula, en un punto que esta 0.25 m directamente arriba de ella. b) ¿A que distancia de esta partícula el campo eléctrico debe tener una magnitud de 12 N/c?

19. En un sistema de coordenadas rectangulares, se coloc un carga puntual positiva q= 6.00*10^-9 en el punto x= 0.15 m, y= 0 y otra carga ountual identica se situa en x= -0.15 m, y= 0. Encuentre las componentes x y y, la magnitud y direccion del campo electrico en los siguientes puntos: a)El origen; b) x= 0.3 m, y= 0; c) x= 0.15 m, y= -0.4 m; d) x= 0, y= 0.2 m.

2   20. La superficie cuadrada mide 3.2 mm por lado. Esta inmersa en un campo eléctrico uniforme con E= 1800 N/c. Las lineas del campo forman un angulo de 65° con la normal "que apunta hacia afuera", como se muestra en la figura. Calcule el flujo que atraviesa la superficie. 

     21. Un cubo con bordes de 1.4 m presenta la orientación que se indica en la figura, dentro de una región de un campo eléctrico uniforme. Calcule el flujo eléctrico que pasa por la cara derecha si el campo eléctrico esta dado por a) (6 N/c)i b) (-2 N/c)j c) Calcule el flujo total a través del cubo para estos campos.

     

     22. Una lamina plana tiene forma rectangular con lados de longitud 0.4 m y 0.6 m. La lamina esta inmersa en un campo eléctrico uniforme de magnitud 75 N/c dirigido a 20° con respecto al plano de la lamina. Encuentre la magnitud del flujo eléctrico. 

     

2   23. Una carga puntual q1= -4.00 nc se encuentra en el punto x= 0.600 m, y= 0.800 m; mientras que la segunda carga q2= 6.00 nc esta en el punto x= 0.600 m, y= 0. Calcule la magnitud y la dirección del campo eléctrico neto en el origen debido a estas dos cargas puntuales. 

2  24. Tres cargas puntuales negativas están sobre una linea, como se ilustra en la figura. Encuentre la magnitud y la dirección del campo eléctrico que produce esta combinación de cargas en el punto P, que esta a 6.00 c, de la carga de -2.00 µc medida en forma perpendicular a la linea que conecta las tres cargas.