CICLO PRE-UNIVERSITARIO ADMISIÓN 2013 III. FÍSICA IV. C 1. Indique verdadero (V) o falso (F) según corresponda: I. La capacitancia de un condensador depende sólo de su geometría. II. Un condensador está formado por dos cuerpos metálicos separados una pequeña distancia. III. En un condensador de placas paralelas, la diferencia de potencial entre las placas (∆V) se relaciona con el campo eléctrico (E) y la distancia entre las placas por ∆V = Ed . A) FFF B) FFV C) FVV D) VVV E) VFF 2. Señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. La capacidad de un condensador depende del voltaje aplicado. II. La capacidad de un condensador es proporcional a la carga que se acumula en cada placa. III. En todo condensador de placas paralelas, la capacidad depende del área de éstas. A) FFV B) FVV C) VFV D) VVV E) VVF 3. Para un condensador de placas paralelas de área A y separación entre placas X. ¿Cuál de las gráficas representa la variación de su capacidad? I. II. C A) Solo I D) II y IV A C B) Solo III C) II y III E) Ninguna. X X 4. Determine la capacidad (en µF) de los condensadores C1 y C2 si conectados en serie con una fuente de 12 V la carga en C1 es 24 µC, y conectados en paralelo con la misma fuente la carga en C1 es 36 µC. A) 2 y 6 B) 4 y 6 C) 3 y 9 D) 6 y 9 E) 3 y 6 5. Señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. Si dos capacitores idénticos de capacidad “C” se conectan en serie, entonces la capacidad equivalente es mayor que la capacidad individual. II. Se tienen cuatro capacitores idénticos de capacidad “C”. si dos de estos conectados en paralelo se conectan en serie con los otros dos que están en serie, entonces la capacidad equivalente es 3C/5. III. Al introducir una plancha metálica de espesor d/2 pegado a una de las placas de un condensador, de separación entre placas d, entonces la capacidad disminuye. A) VVV B) FFF C) VFF D) FFV E) FVF C1 = 0,2 µ F 6. Dos capacitores: y C2 = 0,3 µ F poseen cargas q1 = 12 µ C C Q CEPRE-UNI SEMINARIO Nº 05 y q2 = 15 µ C; se conectan en circuito cerrado de modo que la placa positiva de C 1 se une a la placa negativa de C2. Halle la carga final de cada capacitor (en µC). CICLO PRE-UNIVERSITARIO ADMISIÓN 2013 A) 10,8 y 16,2 C) 1,6 y 2,4 E) 20 y 30 B) 1,2 y 1,8 D) 0,8 y 1,2 A) C/8 D) 4C 7. Halle la capacidad equivalente entre los terminales a y b del siguiente arreglo de condensadores. 2C 3 µF b 2C 4 C) C 3 B) C E) 3C 8. La figura muestra una conexión mixta de capacitores con su batería. Si se C1 = 5 µF , C2 = 2 µF , sabe que C3 = 3 µF y C4 = 10 µF . ¿Cuál es la carga (en µC) en el capacitor C3? C2 C3 C1 C4 500 V A) 200 D) 800 B) 400 E) 1000 C) 600 9. Calcule la capacidad equivalente entre a y b del circuito de condensadores mostrado en la figura. C C C 2C C a CEPRE-UNI b 3 µF 40 V C C A) 2 D) 2C C) 2C 10. Del circuito mostrado, halle la carga (en µC) que almacena el capacitor de 6 µF . 2C 4C B) 3C/2 E) 5C 12 µF C a SEMINARIO Nº 05 2C 1 µF 6 µF A) 30 D) 180 B) 60 E) 240 5 µF C) 120 11. Señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. La energía almacenada en un condensador reside en el campo eléctrico entre conductores. II. Con el condensador aislado y cargado si aumenta la separación entre placas entonces la energía almacenada aumenta. III. Manteniendo la batería en los terminales de un condensador cuando se incrementa la distancia entre las placas entonces se incrementa la energía almacenada. A) VVV B) VVF C) VFF D) VFV E) FFF 12. Dos capacitores C1 = 3 µF y C2 = 6 µF se conectan en serie a una batería de 12 V . La batería se desconecta y se unen las placas del mismo signo; halle la energía final que almacena el conjunto de condensadores (en µJ). A) 32 B) 48 C) 64 D) 96 E) 128 CICLO PRE-UNIVERSITARIO ADMISIÓN 2013 13. Determine la energía almacenada (en µJ) en el arreglo de condensadores mostrados en la figura si ∆V = 10V . A 80 µF + 4 µF ∆V B 10 µF 20 µF 60 µF A) 500 D) 1000 B) 600 E) 1200 C) 800 14. Un capacitor plano, de placas paralelas, de 16 cm2 de superficie y 2 mm de separación, tiene almacenada una energía eléctrica de 0,9 J. Determine la intensidad de campo eléctrico (en 108 V/m) entre las placas de dicho condensador. Considere ε0 = 9 ×10−12 C2/N.m2 A) 1,25 B) 1,5 C) 2,0 D) 2,5 E) 2,75 15. ¿Qué fracción de energía almacena uno de los capacitores de 1,0 µF, con respecto a la energía de todo el sistema? 1 µF V 2 µF 1 µF 1 100 1 D) 5 A) 1 25 1 E) 4 B) C) 1 10 16. Se conecta un condensador C a una fuente de 100 V durante 30 minutos cargándose con una carga CEPRE-UNI SEMINARIO Nº 05 Q = 48 m C . Se saca el condensador C y se conecta en paralelo a otro condensador. Determine la energía almacenada en el sistema (en J), si la carga final en el segundo condensador es el doble de la carga final del condensador C. A) 0,8 B) 0,6 C) 1,2 D) 1,4 E) 2,4 17. Señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. En un condensador cargado y aislado al poner entre placas un dieléctrico llenando por completo el espacio vacío, la energía almacenada se incrementa. II. En un condensador, si se mantiene la fuente entre terminales del mismo y se llena por completo el espacio vacío con un dieléctrico, entonces la energía almacenada se incrementa. III. Al poner un dieléctrico dentro de las placas de un condensador cargado y aislado, la diferencia de potencial entre placas aumenta. A) VVV B) FVV C) FVF D) VFV E) FFF 18. Un condensador plano está cargado; se le desconecta la batería, se acercan ligeramente las placas y se introduce cera entre ellas, entonces ¿cuál de las expresiones siguientes es falsa? A) El voltaje entre las armaduras disminuye. B) La capacidad del condensador aumenta. C) La carga de las placas no varía. D) La energía almacenada en el condensador aumenta. E) La intensidad de campo entre las placas disminuye. CICLO PRE-UNIVERSITARIO ADMISIÓN 2013 19. Un condensador plano de 60 µF se conecta en paralelo con una fuente de 20V y luego se le desconecta. Si la región entre las placas se llena completamente con un dieléctrico de constante k = 4 . Determine la nueva diferencia de potencial VAB (en V). A) 0,0 B) 5,0 C) 10,0 D) 20 E) 80 20. Al siguiente arreglo de condensadores de capacidades C1 = 1 µF ; C2 = 3 µF y C3 = 5 µF se le introducen dieléctricos de constantes k1 = 3 , k2 = 4 k3 = 6 y respectivamente. Determine la capacidad equivalente (en µF) entre los puntos a y b. C1 k1 C3 a b C2 k3 k2 A) 10 D) 40 B) 20 E) 50 C) 30 21. Determine la capacitancia eléctrica del condensador mostrado, parcialmente lleno de una sustancia dieléctrica de constante de k. L d k a CEPRE-UNI k a a SEMINARIO Nº 05 A) C) ε0aL ( 1 − 2k ) d ε0aL ( 1 + 2k ) d ε0aLk E) d ( 2 + k ) B) ε0aLk d−2 ε0aLk 2 D) ( 2 − k) d 22. Luego de conectarse a una fuente de 100 V, un condensador almacena 6 × 10 − 8 J . Determine la nueva capacidad (en pF) si se introduce entre las placas un dieléctrico de constante , sin desconectar la fuente. A) 96 B) 48 C) 32 D) 71 E) 10 23. Indique la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. En un conductor por el cual circula una corriente, la carga neta que se desplaza es nula. II. El campo eléctrico que origina la corriente eléctrica se debe a las cargas internas del conductor. III. La existencia de un campo eléctrico dentro del conductor contradice la afirmación que se hizo en electrostática: el campo E dentro de un conductor es cero. A) VVV B) VVF C) VFV D) FVV E) FFF 24. Señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. La corriente eléctrica se define como el movimiento de electrones en un conductor metálico. II. La corriente va de + a – en los conductores metálicos y de – a + en las soluciones electrolíticas. III. La corriente eléctrica se debe exclusivamente a la acción de un campo eléctrico sobre los portadores de carga. A) VVV B) VFV C) VVF D) FVF E) FFF CICLO PRE-UNIVERSITARIO ADMISIÓN 2013 25. Señale en que caso de los descritos a continuación se tiene corriente eléctrica a través de la sección A. + +++ ++ ur V + +++ ++ + +++ ++ + + + + + + A A I. – – – – – – – II. Cu ∆V A III. A) III D) II, III B) I, II C) I, II, III E) En ninguno. 26. Sobre la corriente eléctrica indique si las siguientes expresiones son verdaderas (V) o falsas (F): I. La corriente en una solución de cloruro de sodio tiene la dirección de las cargas positivas. II. La corriente es nula en un conductor cuyos extremos están conectados a potenciales eléctricos distintos. III. La corriente es el movimiento de electrones. A) VVF B) VFF C) FFF D) FVF E) VFV 27. Acerca del modelo de conducción eléctrica, indique cuáles de las siguientes afirmaciones son verdaderas (V) o falsas (F): I. Los portadores de carga son todos los electrones del conductor. II. Los electrones se mueven dentro del conductor al azar chocando con los niveles de la red cristalina a velocidades del orden de 106 m/s. CEPRE-UNI SEMINARIO Nº 05 III. La velocidad de arrastre de los electrones, vd, va aumentando debido a la fuerza eléctrica que actúa sobre los electrones, siendo eE su aceleración a = . m A) VFV B) VVV C) FVF D) FVV E) FFF 28. Respecto a la conducción eléctrica en un metal, indique verdadero (V) o falso (F): I. La conductividad es independiente de la diferencia de potencial a la que se encuentre. II. En ausencia de campo eléctrico los electrones libres poseen una velocidad media de arrastre o desplazamiento igual a cero. III. La velocidad de desplazamiento (arrastre) de los electrones libres es proporcional al campo eléctrico. A) VVV B) VFV C) FVF D) FFV E) FFF 29. Respecto a las siguientes proposiciones, sobre el modelo de conducción eléctrica. Indicar verdadero (V) o falso (F) I. En ausencia de campo eléctrico, la velocidad de arrastre de los electrones es cero. II. El desplazamiento de los electrones arrastrados tienen igual sentido que el campo eléctrico. III. La magnitud de la velocidad de arrastre Vd de los electrones es del orden de 10 m/s. A) VVV B) VVF C) VFF D) FVV E) FFV 30. En un conductor de aluminio de resistividad 1,5 ×10−8 Ω − m se desea medir el tiempo libre medio entre choque y choque, sabiendo que existe 1030 portadores por cm3 y la carga de cada portador es de CICLO PRE-UNIVERSITARIO ADMISIÓN 2013 1,6 ×10−19 C . Considere la masa del portador 9 ×10−31 kg (en 10–21 s). A) 2,3 B) 2,8 C) 3,6 D) 4,6 E) 9,2 31. Un conductor metálico tiene una densidad de corriente, de módulo J; si D es el diámetro del conductor, determine la cantidad de carga eléctrica que pasa por la sección recta del conductor en un intervalo de tiempo ∆t. A) π JD2 ∆ t / 4 B) 3π JD2∆ t / 4 C) π JD2 ∆ t / 2 D) π JD2 ∆ t / 8 E) 2π JD2∆ t 32. Señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. La resistencia eléctrica de un cuerpo depende de los puntos de donde se mide. II. La resistencia eléctrica no es características de un material. III. Los metales también presentan características (comportamiento) no óhmicas. A) VVV B) FVV C) FFV D) FVF E) FFF 33. A un cable conductor de cierto material se le aplica diversos voltajes y se obtienen las corrientes mostradas en la figura I – V. Si la sección transversal S = 50mm2 y la SEMINARIO Nº 05 D) 4 E) 5 34. En la figura se muestra una pastilla de plomo. Si la conectamos a una diferencia de potencial de 360 V a través de los terminales (1) y (2), circula una corriente de 5 A. ¿Cuánto será la corriente que circule (en A), si la conectamos a través de los terminales (3) y (4)? (3) 2a 6a (1) (2) a (4) A) 18 D) 120 B) 30 E) 180 C) 72 35. La figura muestra la dependencia I vs ∆V para tres materiales a, b y c. I. En los tres materiales se cumple la ley de ohm. II. Para ∆V < 5 volt: la resistencia del material b es menor que la resistencia del material a. III. La resistencia del material c es mayor que la resistencia del material a. I(A) c b a longitud l = , halle la resistividad de este material (en 10– 6 Ω − m ). I(A) l 2 S 1 A) 1 CEPRE-UNI 0 2 V(V) B) 2 C) 3 A) FFF D) VFF 5 B) FFV E) VVF ∆V(volt) C) FVV 36. Respecto al circuito mostrado; se sabe que la resistencia es un elemento óhmico, indique la CICLO PRE-UNIVERSITARIO ADMISIÓN 2013 veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. Si se duplica el voltaje entonces la resistencia se reduce a la mitad. II. Si la intensidad de corriente (I) se duplica es porque el voltaje (∆V) se ha reducido a la mitad. III. Si se triplica el voltaje entonces la intensidad de corriente de triplica. A) B) C) D) E) R VVV VFV FFV VFF FFF ∆V I 37. Determine si las proposiciones siguientes son verdaderas (V) o falsas (F) I. Si un conductor de cierto material, tiene una longitud determinada y un área de sección transversal y se parte, por la mitad de su longitud, entonces su resistividad disminuye a la mitad. II. Si se mantiene el área de la sección transversal constante, entonces la resistencia se reduce a la mitad, si el conductor se parte por la mitad. III. Si en vez de partir al conductor se le suelda una longitud del mismo material igual a la original, entonces, la resistividad aumenta al doble. A) VFV B) FFV C) FVF D) FFF E) VVV 38. Se desea fabricar un alambre uniforme con 1 g de cobre, con una resistencia de 5 Ω, halle la longitud (en m) de este alambre. (Cobre: densidad = 8,95 g/cm3 y resistividad: 1,7 × 10 − 8 Ω ×m ) SEMINARIO Nº 05 A) 1,73 D) 4,73 C) 3,73 39. La gráfica muestra el comportamiento de un elemento fabricado con silicio cuando se lo somete a una diferencia de potencial. Respecto al gráfico se puede afirmar que: I. En general su comportamiento no es óhmico. II. Para valores menores a 1 V el material se comporta como aislante. III. Para valores mayores a 3 V el material tiene comportamiento óhmico. I(mA) 10 8 6 4 2 0 –2 –4 –3 –2 –1 A) VVV D) VFV 0 1 B) VFV E) FFF 2 3 4 V(volt) C) VVF 40. Señale cuál o cuáles de las siguientes proposiciones son correctas, respecto a las figuras mostradas. I. En los 3 casos al incrementar ∆V , crece la corriente. II. En la figura (a) la resistencia es óhmica. III. En la figura (c) al incrementar ∆V la resistencia decrece. ∆V ∆V a) CEPRE-UNI B) 2,73 E) 5,73 I b) I CICLO PRE-UNIVERSITARIO ADMISIÓN 2013 SEMINARIO Nº 05 A) 25 D) 65 ∆V I c) A) Solo I C) Todas E) Solo III B) Solo I y II D) Solo II y III 41. La figura muestra la variación ∆V vs I en un elemento conductor. Si la gráfica es una parábola, señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones. I. El conductor es un elemento no óhmico. II. La corriente que circula por el elemento conductor cuando ∆V = 8 V es I = 2 A . III. La resistencia es R = 2 Ω cuando ∆V = 8 V . A) B) C) D) E) VFV FFF VVF VVV FFV ∆V(V) 18 42. En la figura se muestra la gráfica de la resistividad de un material versus 0 3 la temperatura. Determine el coeficiente térmico de la resistividad (en 10–4 ºC–1) ρ(10–6 Ωm) 2,5 2,0 0 CEPRE-UNI 100 T(ºC) B) 35 E) 105 C) 45 43. La resistencia de un alambre metálico cuyo coeficiente térmico de −3 resistividad es α = 3,93 ×10 1/ºC es de 1,1 Ω a una temperatura de 20 ºC. Determine la variación de resistencia (en Ω) si se calentara desde 0 ºC hasta 60 ºC. A) 0,24 B) 0,96 C) 1,34 D) 2,86 E) 3,45 44. El embobinado de un motor eléctrico es de alambre de cobre. Se hará un experimento para observar su calentamiento ya que ésta puede afectar el rendimiento del motor. La resistencia eléctrica total al inicio del experimento es 80 Ω; luego de trabajar durante cierto tiempo es de 120 Ω. Determine el incremento de temperatura de la bobina (en ºC). Considere αT cobre = 4 ×10−3 ºC–1. A) 75 B) 95 C) 105 D) 125 E) 145 45. Un termómetro resistivo de platino tiene una resistencia de 150 Ω a 0 °C y aumenta a 200 Ω cuando se coloca en una solución. Calcular la temperatura (en °C) de la solución, si el coeficiente de resistividad del −3 o I(A) platino es 4 × 10 / C . A) 16,67 B) 33,33 C) 58,33 D) 83,33 E) 116,66 46. Si Rs es el equivalente serie y Rp el equivalente paralelo, de tres resistencias iguales, entonces Rs ÷ Rp es igual a: A) 3 B) 6 C) 9 D) 12 E) 15 CICLO PRE-UNIVERSITARIO ADMISIÓN 2013 47. En la red, las 5 resistencias son idénticas, cada una vale R0. Determine la razón Rxy/Rxz R x R R R y z R A) 1,05 D) 1,20 B) 1,10 E) 1,25 C) 1,15 resistencias, calcule la resistencia equivalente (en Ω) entre los puntos a y b, si R = 20 Ω . R R R R b a R R A) 2 D) 8 B) 4 E) 10 A) 0,23 D) 12,00 C) 6 49. Determine la resistencia equivalente (en R R B) VVF E) FFV C) VFF 51. Señale verdadero (V) o falso (F) a las siguientes proposiciones con respecto a las leyes de Kirchhof I. La ley de nodos es una consecuencia del principio de conservación de la energía. II. La ley de mallas es una consecuencia del principio de conservación de la carga. III. Sólo se puede aplicar la ley de mallas recorriendo el circuito en sentido horario. A) VVV B) VFV C) VVF D) FVF E) FFF 52. En el circuito mostrado determine la corriente I (en A) 2Ω 4Ω C R R 10 Ω R R C) 6,00 50. Señale verdadero (V) o falso (F) según corresponda: I. Una fuente de fem tiene por función mantener una diferencia de potencial para sostener a una corriente en un circuito eléctrico. II. Una fuente de fem transforma necesariamente energía química en eléctrica. III. No es posible medir la resistencia interna de una fuente de fem. Ω) entre los puntos A y B, si R = 26 Ω . D B) 4,00 E) 18,00 A) VVV D) FFF 48. Respecto a la siguiente asociación de R SEMINARIO Nº 05 5Ω R I 30 V R R A CEPRE-UNI R R B A) 2 D) 6 B) 4 E) 7 C) 5 CICLO PRE-UNIVERSITARIO ADMISIÓN 2013 SEMINARIO Nº 05 I. Si el interruptor A está abierto y B también, entonces I = 10 A. II. Si A está cerrado y B abierto, entonces I = 20 A . III. Si A está abierto y B cerrado, entonces I = 12 A . A) VVV B) VVF C) VFF D) FVV E) FFF 53. En el circuito mostrado halle la diferencia de potencial entre A y B, VA − VB (en volts). 35 V 2 kΩ A 3 kΩ 100 V 56. En el circuito mostrado en la figura, halle la corriente que circula por el conductor A – B (en A), de resistencia 1 Ω. Todas las resistencias están en ohm y ε = 11 V . B 4 kΩ 10 kΩ A) –25 D) +25 B) –10 E) +35 2 C) +10 54. En el circuito de la figura, calcule el valor de la corriente (en A) que pasa a través del resistor de 4Ω 2Ω B ε 0,5 A) 1 D) 4 B) 2 E) 5 20 Ω I R R A B 0,5 a 55. La figura muestra un circuito eléctrico, donde R = 1 Ω , y ε = 20 V . Exprese la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: R 2 C) 3 57. En el circuito de la figura, determine el valor de Rx, (en Ω) , si la corriente a través de R = 20 Ω , es de 0,5 A . 0,028 hacia arriba. 0,028 hacia abajo. 0,038 hacia arriba. 0,038 hacia abajo. 0,040 hacia abajo. CEPRE-UNI A 4Ω R 2 ε 3Ω I 2 5V 3V A) B) C) D) E) 2 10 Ω 10 Ω b 100 V 120 V Rx 100 V A) 2 D) 8 B) 4 E) 10 10 Ω C) 6 58. Respecto al efecto Joule identifique la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: CICLO PRE-UNIVERSITARIO ADMISIÓN 2013 SEMINARIO Nº 05 I. Es la transformación de energía calorífica en energía eléctrica. II. Se utiliza en calefacción eléctrica. III. Es el trabajo que hace una fuerza de 1N cuando se recorre distancia de 1 m. IV. La rapidez con que se produce calor en una resistencia es proporcional al cuadrado de la intensidad de corriente. A) VVVV B) FFFF C) FVFV D) FVFFF E) VVFV 62. Si cada resistor puede disipar como máximo 5 watts, determine la potencia máxima que puede disipar (en W) el arreglo mostrado en la figura. R R R (x) (y) R 59. Por una resistencia de 2 kΩ , pasa una corriente I = 1 mA. En qué tiempo (en minutos) aproximadamente, esta resistencia puede fundir 1 mg de hielo a 0 °C. A) 2,4 B) 2,8 C) 3,0 D) 3,2 E) 3,6 60. Determine la potencia (en W) disipada por el siguiente conjunto de resistencias cuando se cierra el interruptor “S”; ε = 320 V . R A) 4 D) 16 B) 8 E) 20 C) 12 63. Determine el valor (en Ω) de la resistencia R para que la potencia entregada por la batería sea de . 14 Ω 90 Ω R S 10 Ω ε 10 Ω A) 4800 D) 900 B) 3200 E) 700 90 Ω C) 1800 61. Un hervidor de agua conectado a una batería de ε = 40 V y r = 0,5 Ω , genera 0,05 g de vapor en cada segundo. Determínese (en Ω) la resistencia del hervidor ( 1 cal = 4,19 J) . A) 14,14 B) 13,15 C) 12,12 D) 22,24 E) 27,28 CEPRE-UNI A) 15 D) 18 B) 16 E) 19 C) 17 64. Para el circuito mostrado, calcular aproximadamente la lectura del amperímetro ideal (en A). 1Ω 1V A 6V 1Ω 1Ω 3V CICLO PRE-UNIVERSITARIO ADMISIÓN 2013 A) 1 B) 2 C) 3 D) 6 E) 8 65. En los circuitos que se muestran las baterías son idénticas y la resistencia interna de cada una de ellas es 2 Ω; si I1 + I2 = 12 A , determine ε (en V). ε;r 4Ω I1 4Ω SEMINARIO Nº 05 A) VVF B) FVV C) FFF D) VFF E) FVF 67. En el circuito de la figura se han instalado un amperímetro (rA: resistencia interna) y un voltímetro (rV: resistencia interna) con la finalidad de medir R. Si las lecturas del amperímetro y voltímetro, indican valores I y V respectivamente ¿Cuál es el valor de R? (a) ε;r 4Ω R I2 10 Ω (b) A) 12 D) 35 B) 20 E) 45 V C) 25 66. Si se usa un amperímetro de resistencia interna 2 Ω , para hacer medidas en el circuito de la figura, señale cuáles de las siguientes expresiones son verdaderas (V) ó falsas (F) I. Al colocar el amperímetro entre los puntos a y b, la corriente que sale de la fuente disminuye un 20% II. Al medir la corriente en la 10 Ω , ésta resistencia de aumentó en 16,7%. III. La resistencia del amperímetro es pequeña y se le puede considerar un amperímetro ideal. a A b d 15 Ω 10 Ω 20 V CEPRE-UNI c e V − rA I V C) + rA I V + IrA E) I V I V D) + rr I A) B) 68. En el circuito mostrado determine la lectura del amperímetro y voltímetro, si son ideales. A 4Ω 20 V A) 0,0 A y 0,0 V B) 2,0 A y 10,0 V C) 2,0 A y 12,0 V V 6Ω CICLO PRE-UNIVERSITARIO ADMISIÓN 2013 D) 0,0 A y 10,0 V E) 0,0 A y 20,0 V 69. En el circuito mostrado en la figura, ¿cuál es el porcentaje de error cometido en la medición de la diferencia de potencial entre a y b cuando por equivocación se usa un volímetro cuya resistencia interna es igual a 3 Ω ? 2Ω a 2Ω 4V b A) 20 D) 35 B) 25 E) 40 C) 30 70. En la figura se muestra una brújula orientada en la dirección norte-sur geográfico sobre la brújula, un cable que conduce corriente. Si la corriente I muy intensa circula de norte a sur. En que dirección se desviara la brújula. I N O A) B) C) D) E) E S No se desvía. Se desvía hacia el sur. Hacia el oeste. Nor-este Hacia el este. 71. Indique la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. En el experimento de Oersted, se observa que las cargas eléctricas CEPRE-UNI SEMINARIO Nº 05 que se mueven por un conductor rectilíneo, producen a su alrededor un campo magnético. II. Se puede observar el experimento de Oersted, colocando limaduras de hierro sobre una hoja de papel, por la cual atraviesa en forma perpendicular a ella un conductor muy largo con corriente. Las limaduras de hierro formarán círculos concéntricos con el conductor. III. Un conductor se coloca tal que circula por él una corriente de sur a norte. Al colocar sobre el conductor, horizontalmente, una brújula la aguja de la brújula gira y se coloca perpendicular al conductor. A) VFF B) VVV C) FFF D) FVV E) VVF 72. Respecto al experimento de Oersted señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguiente proposiciones: I. Descubrió que la corriente eléctrica produce efectos magnéticos, observando que el paso de una corriente eléctrica hace girar a una aguja imantada. II. Demostró experimentalmente que si por dos alambres conductores paralelos circulan corrientes paralelas, se atraen y si las corrientes son antiparalelas se repelen. III. Propuso el principio de la inseparabilidad de los polos magnéticos en un imán, es decir la no existencia de los monopolos magnéticos. A) FVF B) VVF C) VVV D) FFF E) VFF 73. Respecto al efecto Oersted indique la veracidad (V) o falsedad (F) de las proposiciones siguientes: CICLO PRE-UNIVERSITARIO ADMISIÓN 2013 I. Si la aguja de la brújula y el alambre se encuentran inicialmente perpendiculares entre sí antes de establecer la corriente, una vez establecida la corriente la aguja de la brújula experimenta la máxima fuerza de torsión. II. Si la aguja de la brújula y el alambre se encuentran inicialmente paralelos entre sí antes de establecer la corriente, una vez establecida la corriente la aguja de la brújula no experimenta fuerza alguna. III. Si la aguja de la brújula y el alambre se encuentran inicialmente paralelos entre sí, una vez establecida la corriente, la magnitud de la fuerza depende de la orientación relativa de la aguja y de la dirección de la corriente. La aguja solo reflexiona en el plano horizontal. A) FFF B) FVF C) VVF D) FFV E) FVV 74. Una carga q > 0 tiene una velocidad, r r r en r = 0 , igual a v 0 (véase la figura). Si la carga se encuentra dentro de un ur campo magnético uniforme ( B) , indique la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: ur I. Si B = 2k$ T , la trayectoria se encuentra en el plano xy. ur II. Si B = 2j$ T , la fuerza magnética es paralela al eje x. ur III. Si B = 2i$ T , la trayectoria es una circunferencia. z A) B) C) D) E) VVV VVF VFV VFF FFF q>0 ur V0 y SEMINARIO Nº 05 75. En la figura se muestra una región donde se urha establecido un campo uniforme B0 . Una partícula de masa “m” y carga “q” ingresa perpendicularmente a dicha región por el punto medio de uno de los lados de dicha región con velocidad V V. Determine el valor de para que B0 dicha partícula salga del campo en sentido contrario a la velocidad de ingreso. u r B0 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx q, m l λ/2 l A) V l q = ÷ B0 4 m B) V l q < ÷ B0 4 m C) V l q = ÷ B0 2 m D) V l q ≤ ÷ B0 2 m E) V l q ≤ ÷ B0 4 m 76. Una partícula de masa m y carga q ingresa a una región cuadrada, donde existe un campo magnético perpendicular a la región, con una velocidad de Si 18 ×104 m/s. q / m = 0,18 ×1012 C/kg. ¿Por cuál lado de la región escapa la partícula? B=0 3 cm H G xxxxxB = 1Gxxxxxx B=0 B=0 3 cm V x CEPRE-UNI m K B=0 q F CICLO PRE-UNIVERSITARIO ADMISIÓN 2013 A) FG D) KF B) GH C) HK E) No escapa 77. Un electrón dentro de un acelerador de partículas adquiere una energía cinética de Entra 800 keV. perpendicularmente a un campo magnético uniforme de 0,4 T ¿Cuál es el radio (en mm) de la trayectoria circular resultante? me − = 9,1× 10 − 31 kg A) 3,8 B) 4,1 C) 6,9 D) 7,6 E) 10,2 78. Sobre la fuerza magnética que actúa en un conductor por el que circula corriente indique las proposiciones verdaderas (V) o falsas (F): I. La fuerza magnética siempre es perpendicular al campo y al conductor. II. La fuerza magnética produce momentos de torsión sobre conductores en forma de espiras. III. La fuerza magnética sobre el conductor se calcula siempre con la expresión Fm = IlB . A) VVV B) VVF C) VFF D) FFF E) FFV 79. La barra AC, forma parte del circuito y puede deslizar sin fricción sobre 2 alambres verticales, su densidad lineal es 2 g/cm. ¿Cuál debe ser el campo magnético uniforme (en mT), para que la fuerza magnética pueda sostener la barra en reposo cuando por ella circulan 10 A ? SEMINARIO Nº 05 A) 200 k$ B) +20 k$ C) –20 k$ D) –2 k$ E) − 200 k$ 80. Un alambre rectilíneo de 1 m de longitud y 1 kg de masa descansa sobre un plano horizontal en una región donde existe un campo magnético uniforme de 1 T vertical y hacia abajo. Si en un determinado instante pasa una corriente I que depende del tiempo, esto es I = ( 0,5 + 3,5 ×10−2 t ) ( A ) , en donde t en segundos, determine el instante t (en s) en que el alambre está a punto de deslizar. Considere el coeficiente de fricción estática de 0,4 y g = 10 m/s2. A) 60 B) 80 C) 100 D) 120 E) 140 81. Por una varilla de cobre recta horizontal de de longitud circula una corriente de 40 A de oeste a este en una región comprendida entre los polos de un gran electroimán. En esta región existe un campo magnético uniforme horizontal dirigido hacia el noreste (a 37º al norte del este) con magnitud de 0,5 T como se muestra en la figura desde la vista de arriba, si la varilla se encuentra en equilibrio determine la magnitud de la fuerza magnética (en N) y la masa de la varilla (en kg). N O E I A CEPRE-UNI I C A) 24 ; 2,4 C) 24 ; 3,2 y I x u r B S I B) 32 ; 3,2 D) 16 ; 1,6 CICLO PRE-UNIVERSITARIO ADMISIÓN 2013 E) 32 ; 2,4 82. En la figura se muestra un conductor doblado PQR, por el cual circula una corriente de 2 A ; si el lado del cubo es 10 cm y éste se encuentra en un campo B = 0,1 2 $j T ; determine la fuerza total sobre el conductor PQR (en 10– 2 N). SEMINARIO Nº 05 consta de 13 espiras y conduce una corriente de 2 A; dicha bobina se encuentra en un campo magnético uniforme B = 0,1j$ mT. Calcule la magnitud del torque que actúa sobre la espira en (10–6 Nm) en el instante mostrado. z $ k $j R I P y $ i A) 5 D) 15 I Q A) 2 D) 10 30º x B) 4 E) 16 85. La figura muestra un conductor enrollado en 20 espiras triangulares, por las cuales pasa una corriente de ; si el lado del cubo mide 1 m, determine el torque magnético ( en N ⋅ m ) sobre las espiras al aparecer un campo homogéneo ur z B = 2 $j T. I 25 I d 25 o b 50 x(m) A) 6,25 2π ( $j) C) 6,25 2π ( k$ ) E) −8,25 2π ( $i) y(m) I u r B y x a ( ) C) 10 ( kµ − $i ) E) 20 ( i$ − k$ ) A) 20 $j − k$ B) −6,25 2π ( $i) D) 6,25 2π ( −$j) 84. En la figura se muestra una bobina cuadrada de lado l = 10 cm, la cual CEPRE-UNI C) 13 C) 8 83. La espira mostrada en la figura se encuentra inscrita en el cuadrado abcd si la corriente que circula por ella es 10 A en el sentido mostrado. Determine el torque magnético (en ur 103 Nm) al aparecer un campo B = 2 $j T. z(m) c B) 7,5 E) 26 ( ) D) 10 ( i$ − $j ) B) 20 kµ − $i 86. Determine la magnitud y sentido de la corriente (en A) en la espira, en el instante mostrado, para un CICLO PRE-UNIVERSITARIO ADMISIÓN 2013 observador colocado en el origen de coordenadas. El campo es − 0,125 µk mT y el torque sobre la espira − 0,8i$ N ×m . A SEMINARIO Nº 05 88. Por los vértices de un cuadrado de 1 m de lado pasan conductores rectilíneos que transportan una corriente de 1 A en las direcciones que se muestran. Halle (en mG) el campo magnético en el centro del cuadrado. z(10–1 m) A) B) C) D) E) 4 0 6 8 y (10–1 m) 9 x(10–1 m) A) B) C) D) E) 15 A antihorario 20 A horario 40 A antihorario 40 A horario 20 A antihorario 87. En la figura se muestran las secciones transversales de dos conductores muy largos paralelos que llevan corrientes I. Determine aproximadamente la dirección del campo magnético en el punto P. P 0 2 4 6 8 89. En los dos cables conductores circulan corrientes iguales como se muestra en la figura. Indique las proposiciones verdaderas (V) o falsas (F): ur µ I I. B en P es 0 ( −$j) 4π ur µ I II. B en Q es 0 ( $j) 4π y ur µ I III. B en R es 0 ( −$j) 3π x cable 1 P I A) B) C) R I 0,5 m 0,5 m A) VFF D) FFV I Q I 1m cable 2 B) FFF E) VFV 0,5 m C) FVF 90. Si las corrientes I1 = I2 = I3 = I = 500 2 A , van a lo largo de los ejes x, y, y z, respectivamente; determine la magnitud del campo magnético (en mT) en la posición P (5; 5; 0) cm. z(cm) I3 D) CEPRE-UNI E) I2 I1 x(cm) P(5; 5; 0) y(cm) CICLO PRE-UNIVERSITARIO ADMISIÓN 2013 SEMINARIO Nº 05 D) 5 E) 6 50 cm A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 91. El campo magnético en el interior de un solenoide de 0,8 m de largo es de 24 mT. El diámetro del solenoide es 24 mm. Determine (en m) la longitud del alambre que forma el solenoide, que transporta una corriente de 12 A. A) 96 B) 86 C) 62 D) 78 E) 76 92. La figura muestra la variación del campo magnético de un solenoide versus la corriente que circula por él. Halle aproximadamente el número de vueltas del alambre por cada centímetro de longitud. B (mT) 6 0 A) 20 D) 26 2 B) 22 E) 28 I(A) C) 24 93. Se tiene de alambre de cobre esmaltado de 1 mm de diámetro y una batería que proporciona una corriente de 0,1 A. Diseñe un solenoide que produzca un campo magnético casi uniforme en un volumen cilíndrico de 2 cm de radio y 10 cm de largo. ¿Cuál es la intensidad del campo magnético (en mT) a lo largo del eje del cilindro? A) 2 B) 3 C) 4 CEPRE-UNI 94. Al enrollar un alambre de longitud L sobre un cilindro de longitud h y radio r se genera en el interior del cilindro un campo magnético B1, cuando circula una corriente i. Si luego el mismo alambre se enrolla en otro cilindro de igual longitud pero de área transversal 4 veces mayor, se genera un campo B2 en el interior cuando circula la misma corriente i. Halle B1/B2. A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 E) 6 CICLO PRE-UNIVERSITARIO ADMISIÓN 2013 CEPRE-UNI SEMINARIO Nº 05