DIVISIÓ DE CIECIAS BÁSICAS COORDIACIÓ DE FÍSICA GEERAL Y … · 2018-09-28 · a través de una...

16
Nombre_________________________________________________________________. Grupo_________ En la figura se muestra una superficie muy grande paralela al plano “xz”, que cruza el eje “y” por el punto F (0,-2,0) [cm] y una línea muy larga paralela al eje “x” que cruza el eje “y” por el punto C (0,2,0) [cm]. Determine: a) ( ) La densidad lineal de carga λ, en [C/m], si la fuerza eléctrica sobre la carga puntual [ ] C 10 Q μ = que se encuentra en el punto B (0,2,2) [cm], es: ( ) [ ] N k ˆ 500 j ˆ 300 F Q + = r . 1) 5 10 33 . 3 - × - 2) 5 10 56 . 5 - × - 3) 5 10 33 . 3 - × 4) 5 10 56 . 5 - × 5) Otro ______________________ b) ( ) La densidad superficial de carga σ, en [C/m 2 ], si la fuerza eléctrica sobre la carga puntual [ ] C 10 Q μ = que se encuentra en el punto B (0,2,2) [cm], es: ( ) [ ] N k ˆ 500 j ˆ 300 F Q + = r . 1) 4 10 85 . 8 - × - 2) 4 10 31 . 5 - × 3) 4 10 85 . 8 - × 4) 4 10 31 . 5 - × - 5) Otro ______________________ c) ( ) El campo eléctrico total, si [ ] C 2 . 0 Q μ = , μ = λ m C 5 y μ = σ 2 m C 100 , en [N/C], en el punto A (0,2,4) [cm], 1) ( ) 6 10 k ˆ 65 . 5 j ˆ 75 . 6 × + 2) ( ) 6 10 k ˆ 75 . 6 j ˆ 65 . 5 × - - 3) ( ) 6 10 k ˆ 75 . 6 j ˆ 65 . 5 × + 4) ( ) 6 10 k ˆ 65 . 5 j ˆ 75 . 6 × - - 5) Otro ______________________ d) ( ) La diferencia de potencial, en [V], entre los puntos D (0,2,-2) [cm] y E (0,2,-4) [cm], es decir, DE V , con los valores del inciso c). 1) 25 . 383 62 2) 25 . 383 77 3) 000 15 4) 000 15 - 5) Otro ______________________ DIVISIÓ DE CIECIAS BÁSICAS COORDIACIÓ DE FÍSICA GEERAL Y QUÍMICA DEPARTAMETO DE ELECTRICIDAD Y MAGETISMO SEMESTRE 2010-1 PRIMERA EVALUACIÓN SUMATIVA COLEGIADA. T I P O " A " INSTRUCCIONES: El tiempo máximo para la resolución del examen es de 2.5 horas. No se permite la consulta de documento alguno. Cada inciso tiene un valor de 10 puntos. Buena suerte.

Transcript of DIVISIÓ DE CIECIAS BÁSICAS COORDIACIÓ DE FÍSICA GEERAL Y … · 2018-09-28 · a través de una...

Page 1: DIVISIÓ DE CIECIAS BÁSICAS COORDIACIÓ DE FÍSICA GEERAL Y … · 2018-09-28 · a través de una superficie gaussiana de forma esférica con radio r=2.5 [cm] centrada en el punto

Nombre_________________________________________________________________. Grupo_________

En la figura se muestra una superficie muy grande paralela al plano “xz”, que cruza el eje “y” por el punto F

(0,-2,0) [cm] y una línea muy larga paralela al eje “x” que cruza el eje “y” por el punto C (0,2,0) [cm].

Determine:

a) ( ) La densidad lineal de carga λ, en [C/m], si la fuerza eléctrica

sobre la carga puntual [ ]C10Q µ= que se encuentra en el punto B

(0,2,2) [cm], es: ( )[ ]Nk500j300FQ +=r

.

1) 51033.3 −×−

2) 51056.5 −×−

3) 51033.3 −×

4) 51056.5 −×

5) Otro ______________________

b) ( ) La densidad superficial de carga σ, en [C/m2], si la fuerza

eléctrica sobre la carga puntual [ ]C10Q µ= que se encuentra en el

punto B (0,2,2) [cm], es: ( )[ ]Nk500j300FQ +=r

.

1) 41085.8 −×−

2) 41031.5 −×

3) 41085.8 −×

4) 41031.5 −×−

5) Otro ______________________

c) ( ) El campo eléctrico total, si [ ]C2.0Q µ= ,

µ=λ

m

C5 y

µ=σ

2m

C100 , en [N/C], en el punto A (0,2,4)

[cm],

1) ( ) 610k65.5j75.6 ×+

2) ( ) 610k75.6j65.5 ×−−

3) ( ) 610k75.6j65.5 ×+

4) ( ) 610k65.5j75.6 ×−−

5) Otro ______________________

d) ( ) La diferencia de potencial, en [V], entre los puntos D (0,2,-2) [cm] y E (0,2,-4) [cm], es decir, DE

V ,

con los valores del inciso c).

1) 25.38362

2) 25.38377

3) 00015

4) 00015−

5) Otro ______________________

DIVISIÓ DE CIECIAS BÁSICAS COORDIACIÓ DE FÍSICA GEERAL Y QUÍMICA

DDEEPPAARRTTAAMMEETTOO DDEE EELLEECCTTRRIICCIIDDAADD YY MMAAGGEETTIISSMMOO

SSEEMMEESSTTRREE 22001100--11

PPRRIIMMEERRAA EEVVAALLUUAACCIIÓÓNN SSUUMMAATTIIVVAA CCOOLLEEGGIIAADDAA.. TT II PP OO "" AA ""

INSTRUCCIONES: El tiempo máximo para la resolución del examen es de 2.5 horas. No se permite la consulta de documento alguno. Cada inciso tiene un valor de 10 puntos. Buena suerte.

Page 2: DIVISIÓ DE CIECIAS BÁSICAS COORDIACIÓ DE FÍSICA GEERAL Y … · 2018-09-28 · a través de una superficie gaussiana de forma esférica con radio r=2.5 [cm] centrada en el punto

e) ( ) El trabajo en [J], para mover la carga Q del punto B al punto A, con los valores del inciso c).

1) 0125.0

2) 0154.0

3) 003.0

4) 0125.0−

5) Otro ______________________

f) ( ) El flujo eléctrico en

C

mN 2

a través de una superficie gaussiana de forma esférica con radio

r=2.5 [cm] centrada en el punto A, considerando los valores del inciso c).

1) 16.72732

2) 87.59822−

3) 16.72732−

4) 87.59822

5) Otro ________________________

2. En la figura se muestra un arreglo de cuatro capacitores de placas planas y paralelas. Los capacitores

31 CyC , tienen los siguientes parámetros de construcción ( [ ]2cm400A = , [ ]mm7.0d = y permitividad

relativa de la mica, 95.5k em = ), los capacitores 42 CyC ( [ ]2cm900A = , [ ]mm4.0d = y permitividad

relativa de la porcelana, 52.4k ep = ). Obtenga:

a) ( ) El voltaje en [V], entre las placas del capacitor C1.

1) 2.5

2) 5

3) 25.1

4) 75.3

5) Otro _____________________________

b) ( ) La carga almacenada en [C], en el capacitor C2.

1) 81025.11 −×

2) 610125.1 −×

3) 91025.11 −×

4) 6105.112 −×

5) Otro_______________________________

c) ( ) La energía almacenada en [J], en el capacitor C3.

1) 6109.210 −×

2) 610109.2 −×

3) 91009.21 −×

4) 910109.2 −×

5) Otro_______________________________

d) ( ) La densidad superficial de carga inducida en [C/m2], en las caras del dieléctrico colocado entre

las placas de C4.

1) 91009.65 −×

2) 61009.65 −×

3) 91035.97 −×

4) 61035.97 −×

5) Otro_________________________________

Page 3: DIVISIÓ DE CIECIAS BÁSICAS COORDIACIÓ DE FÍSICA GEERAL Y … · 2018-09-28 · a través de una superficie gaussiana de forma esférica con radio r=2.5 [cm] centrada en el punto

Nombre_______________________________________________________________. Grupo_________

1. En la figura se muestra una superficie muy grande paralela al plano “xz”, que cruza el eje “y” por el punto

F (0,-2,0) [cm] y una línea muy larga paralela al eje “x” que cruza el eje “y” por el punto C (0,2,0) [cm].

Determine:

a) ( ) La densidad lineal de carga λ, en [C/m], si la fuerza eléctrica sobre la carga puntual [ ]C10Q µ= que

se encuentra en el punto B (0,2,2) [cm], es: ( )[ ]Nk300j500FQ +=r

.

1) 51033.3 −×−

2) 51056.5 −×−

3) 51033.3 −×

4) 51056.5 −×

5) Otro ______________________

b) ( ) La densidad superficial de carga σ, en [C/m2], si la fuerza

eléctrica sobre la carga puntual [ ]C10Q µ= que se encuentra en el

punto B (0,2,2) [cm], es: ( )[ ]Nk300j500FQ +=r

.

1) 41085.8 −×−

2) 41031.5 −×

3) 41085.8 −×

4) 41031.5 −×−

5) Otro ______________________

c) ( ) El campo eléctrico total, si [ ]C2.0Q µ= ,

µ−=λ

m

C5 y

µ=σ

2m

C100 , en [N/C], en el punto A

(0,2,4) [cm].

1) ( ) 610k65.5j25.2 ×+

2) ( ) 610k25.2j65.5 ×−−

3) ( ) 610k65.5j25.2 ×−−

4) ( ) 610k25.2j65.5 ×+

5) Otro ______________________

d) ( ) La diferencia de potencial, en [V], entre los puntos D (0,2,-2) [cm] y E (0,2,-4) [cm], es decir, DE

V ,

con los valores del inciso c).

1) 25.38362

2) 00015−

3) 00015

4) 25.38347−

5) Otro ______________________

DIVISIÓ DE CIECIAS BÁSICAS COORDIACIÓ DE FÍSICA GEERAL Y QUÍMICA

DDEEPPAARRTTAAMMEETTOO DDEE EELLEECCTTRRIICCIIDDAADD YY MMAAGGEETTIISSMMOO SSEEMMEESSTTRREE 22001100--11

PPRRIIMMEERRAA EEVVAALLUUAACCIIÓÓNN SSUUMMAATTIIVVAA CCOOLLEEGGIIAADDAA.. TT II PP OO "" BB ""

INSTRUCCIONES: El tiempo máximo para la resolución del examen es de 2.5 horas. No se permite la consulta de documento alguno. Cada inciso tiene un valor de 10 puntos. Buena suerte.

Page 4: DIVISIÓ DE CIECIAS BÁSICAS COORDIACIÓ DE FÍSICA GEERAL Y … · 2018-09-28 · a través de una superficie gaussiana de forma esférica con radio r=2.5 [cm] centrada en el punto

e) ( ) El trabajo, en [J], para mover la carga Q del punto B al punto A, con los valores del inciso c).

1) 0125.0

2) 0154.0

3) 003.0

4) 0125.0−

5) Otro ______________________

f) ( ) El flujo eléctrico en

C

mN 2

a través de una superficie gaussiana de forma esférica con radio

r=1.5 [cm] centrada en el punto B, considerando los valores del inciso c).

1) 15.94516−

2) 87.59822

3) 15.94516

4) 87.59822−

5) Otro ________________________

2. En la figura se muestra un arreglo de cuatro capacitores de placas planas y paralelas. Los

capacitores 31 CyC , tienen los siguientes parámetros de construcción ( [ ]2cm200A = , [ ]mm7.0d = y

permitividad relativa de la mica 93.5k em = ), los capacitores 42 CyC ( [ ]2cm400A = , [ ]mm4.0d = y

permitividad relativa de la porcelana 52.4k ep = ). Obtenga:

a) ( ) El voltaje en [V], entre las placas del capacitor C1.

1) 73.2

2) 5

3) 27.7

4) 10

5) Otro _____________________________

b) ( ) La carga almacenada en [C], en el capacitor C2.

1) 8101.109 −×

2) 81091.10 −×

3) 61006.109 −×

4) 91091.10 −×

5) Otro_______________________________

c) ( ) La energía almacenada en [J], en el capacitor C3.

1) 910966.3 −×

2) 91066.39 −×

3) 910397.0 −×

4) 81066.39 −×

5) Otro_______________________________

d) ( ) La densidad superficial de carga inducida en [C/m2], en las caras del dieléctrico colocado entre

las placas de C4.

1) 910233.21 −×

2) 81033.212 −×

3) 91033.212 −×

4) 6101233.2 −×

5) Otro_________________________________

Page 5: DIVISIÓ DE CIECIAS BÁSICAS COORDIACIÓ DE FÍSICA GEERAL Y … · 2018-09-28 · a través de una superficie gaussiana de forma esférica con radio r=2.5 [cm] centrada en el punto

Nombre_______________________________________________________________

1. En la figura se muestra una carga puntual (Q) colocada en el punto C(0,4,3) [cm] y una línea muy larga

con densidad lineal de carga (λ) localizada en el plano “xy”, paralela al eje “x” y que pasa por el punto

B (0,-2,0) [cm]. Se sabe que el campo eléctrico en el punto A (0,4,0) [cm] es:

( )

−−=

C

N10k50j36E 6

A

r

Determine:

a) La magnitud y signo de Q.

b) La magnitud y signo de λ.

c) El flujo eléctrico que cruza una esfera gaussiana

de radio 4 [cm] con centro en el punto A.

d) El trabajo para trasladar la carga Q del punto C al origen.

2. Para la red de capacitores mostrada, en la cual se sabe que [ ]C240q6

µ= , al haber conectado una

diferencia de potencial af

V entre dichos puntos, calcule:

a) El capacitor equivalente entre los puntos a y f.

b) La diferencia de potencial af

V .

c) La energía total, TOTAL

U .

d) El área de cada placa del capacitor 3

C si está hecho

de mica, 9ke

= con espesor de [ ]mm101 2−× .

3. Para el circuito, con instrumentos de medición ideales que se muestra, determine:

a) El valor de las corrientes i1 e i3.

b) La diferencia de potencial 1

ε

c) La diferencia de potencial que mide el voltímetro,

es decir .Vab

d) La potencia que suministra 2

ε .

1F-M-2010-1-1/2-

DIVISIÓ DE CIECIAS BÁSICAS COORDIACIÓ DE FÍSICA GEERAL Y QUÍMICA

DDEEPPAARRTTAAMMEETTOO DDEE EELLEECCTTRRIICCIIDDAADD YY MMAAGGEETTIISSMMOO SSEEMMEESSTTRREE 22001100--11

PPRRIIMMEERR EEXXAAMMEENN FFIINNAALL--TTIIPPOO MM..

EXAME COLEGIADO.

INSTRUCCIONES: El tiempo máximo para la resolución del examen es de 2.5 horas. No se permite la consulta de documento alguno. Cada problema tiene un valor de 20 puntos. Resuelva cinco de seis. Buena suerte. .

Page 6: DIVISIÓ DE CIECIAS BÁSICAS COORDIACIÓ DE FÍSICA GEERAL Y … · 2018-09-28 · a través de una superficie gaussiana de forma esférica con radio r=2.5 [cm] centrada en el punto

4. En la figura se muestran: un solenoide coaxial con el eje “x” y centrado en el origen O(0,0,0) de longitud

]cm[20 ⋅=l y radio a= 2 [cm], dos conductores rectos y muy largos paralelos al eje “x”; el conductor 1

pasa por el punto B (0,0,9) [cm], el 2 toca al eje “y” en el punto C (0,12,0) [cm]. Determine:

a) El campo magnético en el origen: .B0

r

b) El flujo magnético a través del área “S” debido

solo a i2, donde b=2[cm] y c=8[cm].

c) La fuerza de origen magnético sobre una

partícula α [ ]( )( )C10602.12q19−

α ×=

con

×=α

s

mi102v 6r

que pasara por el punto

“A”.

d) La fuerza magnética que experimentan 8 [m]

del conductor 2 debido al conductor 1.

5. Dos solenoides, cuyo núcleo es de aire (

⋅×π=µ

mA

Wb104 7

0)

comparten la misma sección transversal cuya área es

[ ]25 m102.2A ⋅×= −. Si su factor de acoplamiento es k=0.6 [1] y la

corriente eléctrica en el solenoide 1 varía como se indica en la figura,

determine:

a) El número de vueltas del solenoide 1.

b) La inductancia mutua del arreglo.

c) La diferencia de potencial vcd; indique qué punto está a mayor

potencial.

d) La inductancia equivalente entre “a” y “d” (Lad) si se une la terminal

“b” con “c”.

6. En la figura se muestra un núcleo de hierro colado, con las dimensiones indicadas, en el cual se requiere un

flujo magnético [ ]mWb5.0=φ . Se dispone de la curva de magnetización para este material y se sabe que la

bobina tiene 900 espiras, con todo esto determine:

a) La inducción magnética B en el núcleo.

b) La permeabilidad magnética y la permeabilidad

relativa del núcleo.

c) La reluctancia del

núcleo.

d) La corriente

eléctrica I en el

embobinado.

1F-M-2010-1-2/2-

Page 7: DIVISIÓ DE CIECIAS BÁSICAS COORDIACIÓ DE FÍSICA GEERAL Y … · 2018-09-28 · a través de una superficie gaussiana de forma esférica con radio r=2.5 [cm] centrada en el punto

Nombre _______________________________________________________________________________

1. En la figura se muestran tres líneas de carga uniforme y paralelas entre sí colocadas sobre el plano “xy”.

La línea 1 con distribución de carga lineal

m

nC101 , pasa por el punto C(0,-1,0) [cm], la línea 2 con

distribución de carga lineal

−=λ

m

nC102 , pasa por el origen O(0,0,0) [cm] y la 3 con distribución de carga

lineal

m

nC103 , pasa por el punto D(0,1,0) [cm], determine:

a) El campo eléctrico en el punto A (0,0,1) [cm].

b) La fuerza eléctrica por unidad de longitud que se ejerce sobre la

línea 3.

c) La diferencia de potencial entre los puntos A y B( 0,0,-1) [cm],

es decir, VAB.

d) El flujo eléctrico total que cruza una superficie esférica de radio

[ ]cm2r = , con centro en el origen.

2. A la conexión de 4 capacitores mostrada en la figura se conecta

una fem ideal ( ε ) entre los puntos “a” y “d”, la cual causa que el

capacitor C4 adquiera una carga de 0.1 [mC]. Si se conoce que

C1=1.0 [µF], C2=1.5 [µF], C3=0.5 [µF] y C4=2.0 [µF], determine:

a) El valor del capacitor equivalente.

b) El valor de la fem.

c) La energía total almacenada en la red de capacitores.

d) La diferencia de potencial en los extremos del capacitor C1.

3. En la figura se muestra un circuito eléctrico, con una fuente real [ ] [ ],5.1r;V6 11 Ω==ε una fuente ideal

[ ]V122 =ε , 5 resistores [ ];18R1 Ω= [ ];100R 2 Ω= [ ];50R 3 Ω= [ ];22R 4 Ω= [ ];k100R Ω= y un capacitor

[ ]F3.3C µ= . Con los interruptores S1 y S2 abiertos, determine:

a) El valor de las intensidades eléctricas I1, I2 e I3.

b) La diferencia de potencial entre los puntos A y B, es decir, VAB, tomando como referencia de voltaje el

punto D (VD=0 [V]).

c) El voltaje en el capacitor para t=0.6 [s], si en el

tiempo t=0 [s], se cierra el interruptor S1 mientras

que S2 permanece abierto.

d) La corriente en el resistor R para t=10.33 [s], si

después de 10 [s] se abre S1 y se cierra

simultáneamente S2.

DIVISIÓ DE CIECIAS BÁSICAS COORDIACIÓ DE FÍSICA GEERAL Y QUÍMICA

DDEEPPAARRTTAAMMEETTOO DDEE EELLEECCTTRRIICCIIDDAADD YY MMAAGGEETTIISSMMOO SSEEMMEESSTTRREE 22001100--11

PPRRIIMMEERR EEXXAAMMEENN FFIINNAALL.. TTIIPPOO VV..

EEXXAAMMEENN CCOOLLEEGGIIAADDOO

INSTRUCCIONES: El tiempo máximo para la resolución del examen es de 2.5 horas. No se permite la consulta de documento alguno. Cada problema tiene un valor de 20 puntos. Resolver cinco de seis. Buena suerte.

Page 8: DIVISIÓ DE CIECIAS BÁSICAS COORDIACIÓ DE FÍSICA GEERAL Y … · 2018-09-28 · a través de una superficie gaussiana de forma esférica con radio r=2.5 [cm] centrada en el punto

4. En la figura se muestran dos conductores largos y paralelos entre sí y al eje “x”. Por el conductor 1

fluye una corriente I1=50 [A] y cruza el eje “z” en el punto A(0,0,2) [cm]; por el conductor 2 fluye la

corriente I2=50 [A] y cruza el eje “z” en el punto B(0,0 -2) [cm],

determine:

a) El vector Br

de campo magnético en el punto C (0,4,0) [cm].

b) La fuerza de origen magnético que actuará sobre un electrón, si al

pasar por el punto C lleva una velocidad

×=

s

mj103v 6

e

r.

c) La fuerza magnética en cada unidad de longitud del conductor 1,

debido al conductor 2.

d) El flujo magnético total a través de la superficie cuadrada “S”, de

1[cm] por 1[cm], mostrada.

5. Una bobina de resistencia [ ]Ω= 5R , formadas por 100 espiras

conductoras rectangulares de lados 20 [cm] y 10 [cm] gira alrededor

del eje OO’, como se muestra en la figura, con una velocidad angular

de 1000 [rpm]. La bobina está dentro de un campo magnético

uniforme Br

cuya dirección es perpendicular al eje OO’ y su magnitud

es de 2 [T], determine:

a) La fem inducida, en función del tiempo, entre los puntos a y b.

b) El valor máximo de la fem inducida

c) La corriente que circula a través de un resistor de [ ]Ω25 , que se

conecta entre los puntos a y b cuando la fem es máxima.

d) La diferencia de potencial entre los puntos a y b cuando se conecta

el resistor de [ ]Ω25 , en un tiempo t=7.5 [ms].

6. Suponga que las permeabilidades de los materiales (

⋅×=µ −

mA

Wb1025 5

1 y

⋅×=µ −

mA

Wb1020 5

2 ) que constituyen el circuito magnético de

la figura son constantes (independientes de H). Para cada

material calcule:

a) La reluctancia.

b) El flujo magnético

c) La intensidad de campo magnético.

d) La permeabilidad relativa y la susceptibilidad magnética.

2F-V-2010-1. .

Page 9: DIVISIÓ DE CIECIAS BÁSICAS COORDIACIÓ DE FÍSICA GEERAL Y … · 2018-09-28 · a través de una superficie gaussiana de forma esférica con radio r=2.5 [cm] centrada en el punto

Nombre_____________________________________________________________. Grupo_____________

1. Para cargar la pila de un celular de 3.7 [V] y 300 [mA], un alumno conecta a la batería de 12 [V] de su

auto, la pila en serie con dos focos de 3.6 [V], en serie con dos tramos de alambre de cobre calibre 24

(28105.8n ×= [electrones libres/m

3] y diámetro d=0.5106 [mm]), como se muestra en la figura. Determine:

a) ( ) La rapidez promedio, en [m/s], de los electrones en los alambres de cobre.

1) 101008.1 −× 2)

51025.4 −×

3) 41008.1 −× 4)

111025.4 −×

5) Otro

b) ( ) El valor de la resistencia de cada alambre

de cobre, en [Ω], para que la pila se cargue sin

dañarse.

1) 167.1 2) 66.3

3) 833.1 4) 333.2

5) Otro

c) ( ) La longitud L de cada alambre de cobre,

en [m], si su resistividad es

[ ]m1072.1 8

C ⋅Ω×=ρ −

1) 19.35 2)

710416.4 ×

3) 710039.7 × 4) 82.21

5) Otro

2.- En la figura se muestra un circuito eléctrico con tres fuentes reales ][1r],V[12 11 Ω==ε ,

][1r],V[7.3 22 Ω==ε , ][2r],V[7.3 33 Ω==ε , y cuatro resistores [ ]Ω= 2.7R1 , [ ]Ω= 11R 2 , [ ]Ω= 12R 3

y [ ]Ω= 9R 4 . Determine:

a) ( ) El valor de las intensidades de corriente eléctrica I1, I2 e I3 en [A].

1) 672.0I;096.0I;767.0I 321 =−== 2) 567.0I;378.0I;946.0I 321 ===

3) 196.0I;483.0I;0678I 321 −=== 4) 3.0I;2.0I;5.0I 321 −=−==

5) Otro

b) ( ) La diferencia de potencial, en [V], entre los puntos a y e, es decir, Vae.

1) 5.11 2) 186.0−

3) 57.2 4) 32.11

5) Otro

c) ( ) La energía, en [J], que entrega en 10 [min] la

fuente de fuerza electromotriz real 1ε

1) 4.5169 2) 3450

3) 3.6274 4) 8.4605

5) Otro

DIVISIÓ DE CIECIAS BÁSICAS COORDIACIÓ DE FÍSICA GEERAL Y QUÍMICA

DDEEPPAARRTTAAMMEETTOO DDEE EELLEECCTTRRIICCIIDDAADD YY MMAAGGEETTIISSMMOO SSEEMMEESSTTRREE 22001100--11

SSEEGGUUNNDDAA EEVVAALLUUAACCIIÓÓNN SSUUMMAATTIIVVAA CCOOLLEEGGIIAADDAA.. TT II PP OO ""AA”” ""

INSTRUCCIONES: El tiempo máximo para la resolución del examen es de 2.5 horas. No se permite la consulta de documento alguno. Cada inciso tiene un valor de 10 puntos. Resolver exclusivamente 10 incisos. Colocar el número de la respuesta correcta en el paréntesis. Es necesario realizar las operaciones en las hojas anexas para que el resultado sea considerado. Buena suerte.

Page 10: DIVISIÓ DE CIECIAS BÁSICAS COORDIACIÓ DE FÍSICA GEERAL Y … · 2018-09-28 · a través de una superficie gaussiana de forma esférica con radio r=2.5 [cm] centrada en el punto

3. Un electrón ( [ ] [ ]kg1011.9m,C10602.1q 31

e

19

e

−− ×=×−= ) se encuentra en el punto a (0,0,0),

desplazándose con una velocidad

=

s

mk10v 7r

en un campo magnético uniforme perpendicular al plano

“yz”, como se muestra en la figura. Determine:

a) ( ) El vector campo magnético, en [T], si de acuerdo con la segunda ley de Newton la magnitud de la

fuerza es: R

vmvBqF

2

== . Donde R es el radio.

1) ( )i1069.5 4−× 2) ( )i1069.5 4

−×−

3) ( )i1014.1 3−×

− 4) ( )i1014.1 5−

×

5) Otro

b) ( ) El vector fuerza de origen magnético sobre el

electrón, en [N], en el punto a.

1) ( )j1011.9 16−× 2) ( )j1082.1 15−

×

3) ( )j1011.9 16−×

− 4) ( )j1082.1 17

−×−

5) Otro

c) ( ) El tiempo, en [s], que se requiere para que el electrón se mueva del punto a al punto b (0,10,0) [cm],

sabiendo que su movimiento bajo la influencia del campo magnético siempre es con rapidez constante.

1) 91071.15 −× 2)

81014.3 −×

3) 61057.1 −× 4)

51014.3 −×

5) Otro

4. Una bobina cuadrada de 4 [cm] de lado y 20 vueltas,

se encuentra en el plano “zy” junto con dos conductores

rectos, largos y paralelos, como se muestra en la figura.

Con base en ello, determine:

a) ( ) El campo magnético total en el punto P, en [T],

cuando Ib = 0.1 [A], I1 = 20 [A] e I2 = 40 [A].

1) ( )i1024.423 6−× 2) ( )i10310 6−

×

3) ( )i10110 6−× 4) ( )i1024.223 6−

×

5) Otro

b) ( ) El flujo magnético total a través de la bobina, en

[Wb], si I1 = 20 [A], I2 = 40 [A] e Ib = 0.

1) 71091.6 −× 2)

710758.1 −×

3) 710149.5 −× 4)

71039.3 −×

5) Otro

c) ( ) La fuerza magnética total sobre la bobina, en [N], cuando Ib = 0.1 [A], I1 = 0 e I2 = 40 [A].

1) k1026.51 6−× 2) k108.12 6−×−

3) k1064 6−× 4) k108.76 7−×

5) Otro

Page 11: DIVISIÓ DE CIECIAS BÁSICAS COORDIACIÓ DE FÍSICA GEERAL Y … · 2018-09-28 · a través de una superficie gaussiana de forma esférica con radio r=2.5 [cm] centrada en el punto

Nombre_____________________________________________________________. Grupo_____________

1. Para cargar la pila de un celular de 3.7 [V] y 300 [mA], un alumno conecta a la batería de 12 [V] de su

auto, la pila en serie con dos focos de 3.8 [V], en serie con dos tramos de alambre de cobre calibre 20

(28105.8n ×= [electrones libres/m

3] y diámetro d=0.8128 [mm]), como se muestra en la figura. Determine:

a) ( ) La rapidez promedio, en [m/s], de los electrones en los alambres de cobre.

1) 101008.1 −× 2)

51025.4 −×

3) 41008.1 −× 4)

111025.4 −×

5) Otro

b) ( ) El valor de la resistencia de cada alambre

de cobre, en [Ω], para que la pila se cargue sin

dañarse.

1) 167.1 2) 66.3

3) 833.1 4) 333.2

5) Otro

c) ( ) La longitud L de cada alambre de cobre,

en [m], si su resistividad es

[ ]m1072.1 8

C ⋅Ω×=ρ −

1) 19.35 2)

710416.4 ×

3) 710039.7 × 4) 82.21

5) Otro

2.- En la figura se muestra un circuito eléctrico con tres fuentes reales ][1r],V[9 11 Ω==ε ,

][1r],V[7.3 22 Ω==ε , ][2r],V[7.3 33 Ω==ε , y cuatro resistores [ ]Ω= 2.7R1 , [ ]Ω= 11R 2 , [ ]Ω= 12R 3

y [ ]Ω= 9R 4 . Determine:

a) ( ) El valor de las intensidades de corriente eléctrica I1, I2 e I3 en [A].

1) 563.0I;023.0I;567.0I 321 =−== 2) 306.0I;459.0I;765.0I 321 ===

3) 192.0I;128.0I;319.0I 321 −=−== 4) 410.0I;087.0I;498.0I 321 =−==

5) Otro

b) ( ) La diferencia de potencial, en [V], entre los puntos a y e, es decir, Vae.

1) 78.7 2) 26.8

3) 782.2 4) 68.8

5) Otro

c) ( ) La energía, en [J], que entrega en 10 [min] la

fuente de fuerza electromotriz real 1ε

1) 9.3779 2) 2540

3) 54.1661 4) 0.2963

5) Otro

DIVISIÓ DE CIECIAS BÁSICAS COORDIACIÓ DE FÍSICA GEERAL Y QUÍMICA

DDEEPPAARRTTAAMMEETTOO DDEE EELLEECCTTRRIICCIIDDAADD YY MMAAGGEETTIISSMMOO SSEEMMEESSTTRREE 22001100--11

SSEEGGUUNNDDAA EEVVAALLUUAACCIIÓÓNN SSUUMMAATTIIVVAA CCOOLLEEGGIIAADDAA.. TT II PP OO ""BB”” ""

INSTRUCCIONES: El tiempo máximo para la resolución del examen es de 2.5 horas. No se permite la consulta de documento alguno. Cada inciso tiene un valor de 10 puntos. Resolver exclusivamente 10 incisos. Colocar el número de la respuesta correcta en el paréntesis. Es necesario realizar las operaciones en las hojas anexas para que el resultado sea considerado. Buena suerte.

Page 12: DIVISIÓ DE CIECIAS BÁSICAS COORDIACIÓ DE FÍSICA GEERAL Y … · 2018-09-28 · a través de una superficie gaussiana de forma esférica con radio r=2.5 [cm] centrada en el punto

3. Un electrón ( [ ] [ ]kg1011.9m,C10602.1q 31

e

19

e

−− ×=×−= ) se encuentra en el punto a (0,0,0),

desplazándose con una velocidad

×=

s

mk101.0v 7r

en un campo magnético uniforme perpendicular al

plano “yz”, como se muestra en la figura. Determine:

a) ( ) El vector campo magnético, en [T], si de acuerdo con la segunda ley de Newton la magnitud de la

fuerza es: R

vmvBqF

2

== . Donde R es el radio.

1) ( )i1069.5 4−× 2) ( )i1069.5 5

−×−

3) ( )i1084.2 7−×

− 4) ( )i1084.2 5−

×

5) Otro

b) ( ) El vector fuerza de origen magnético sobre el

electrón, en [N], en el punto a.

1) ( )j1056.4 18−× 2) ( )j1011.9 20−

×

3) ( )j1011.9 18−× 4) ( )j1056.4 20

−×−

5) Otro

c) ( ) El tiempo, en [s], que se requiere para que el electrón se mueva del punto a al punto b (0,20,0) [cm]

sabiendo que su movimiento bajo la influencia del campo magnético siempre es con rapidez constante.

1) 71028.6 −× 2)

71014.3 −×

3) 51028.6 −× 4)

51014.3 −×

5) Otro

4. Una bobina cuadrada de 3 [cm] de lado y 20 vueltas,

se encuentra en el plano “zy” junto con dos conductores

rectos, largos y paralelos, como se muestra en la figura.

Con base en ello, determine:

a) ( ) El campo magnético total en el punto P, en [T],

cuando Ib = 0.1 [A], I1 = 20 [A] e I2 = 40 [A].

1) ( )i10320 6−× 2) ( )i1029.130 6−

×

3) ( )i1042.75 6−×

− 4) ( )i1029.114 6−

×

5) Otro

b) ( ) El flujo magnético total a través de la bobina, en

[Wb], si I1 = 20 [A], I2 = 40 [A] e Ib = 0.

1) 710099.1 −× 2)

710326.3 −×

3) 71023.2 −× 4)

71023.2 −×−

5) Otro

c) ( ) La fuerza magnética total sobre la bobina, en [N], cuando Ib = 0.1 [A], I1 = 0 e I2 = 40 [A].

1) k1026.51 6−× 2) k108.12 6−×−

3) k1036 6−× 4) k108.76 7−×

5) Otro

Page 13: DIVISIÓ DE CIECIAS BÁSICAS COORDIACIÓ DE FÍSICA GEERAL Y … · 2018-09-28 · a través de una superficie gaussiana de forma esférica con radio r=2.5 [cm] centrada en el punto

Nombre_____________________________________________________________. Grupo______________

1. En la figura se muestra un arreglo de una superficie muy grande coincidente con el plano “yz” con una

distribución superficial de carga

−=σ

2m

nC4.35 , también una línea muy larga paralela al eje “z” que pasa

por el punto D (4,-4,0) [cm] con una distribución líneal de carga

m

nC4 y una carga puntual con

[ ]nC16.0Q = colocada en el punto E (4,4,0) [cm], determine:

a) El vector campo eléctrico en el punto C (4,0,0) [cm].

b) El vector fuerza que actuaría sobre un electrón colocado en el punto C.

c) La diferencia de potencial entre los puntos A (7,0,0) [cm] y B

(1,0,0) [cm], es decir, VAB.

d) El trabajo necesario para mover un electrón del punto A hasta el

punto B.

2. La red de capacitores de la figura está compuesta por un una fem de [ ]V60=ε y cuatro capacitores

[ ]F4C1 µ= , [ ]F2C2 µ= , [ ]F6C3 µ= y [ ]F3C4 µ= , determine:

a) El capacitor equivalente entre los puntos a y d. b) La carga en el capacitor C3.

c) La diferencia de potencial entre los puntos c y d, es decir Vcd.

d) La diferencia de potencial Vab máxima que se puede aplicar a C1, si

éste es un capacitor de placas planas y paralelas de área

[ ]2

1 m13.1A = , posee un dieléctrico de permitividad 040ε y un

campo eléctrico de ruptura .m

MV10

3. En la figura se muestra un circuito eléctrico constituido por [ ]V241 =ε , [ ]V42 =ε , 3ε y [ ]V64 =ε , 1R ,

[ ]Ω=16R 2 , [ ]Ω= 6R 3 , [ ]Ω= 4R 4 y [ ]Ω=10R 5 . Si se sabe que la corriente que proporciona la fem 1 es

[ ]A5.1I1 = y la diferencia de potencial entre los puntos a y b es [ ],V12Vab = obtener:

a) El valor del resistor .R1

b) El valor de la intensidad de corriente I2.

c) El valor de la fem 3, es decir, .3ε

d) La diferencia de potencial entre los puntos a y c, es decir, Vac.

2F-M-2010-1. .

DIVISIÓ DE CIECIAS BÁSICAS COORDIACIÓ DE FÍSICA GEERAL Y QUÍMICA

DDEEPPAARRTTAAMMEETTOO DDEE EELLEECCTTRRIICCIIDDAADD YY MMAAGGEETTIISSMMOO SSEEMMEESSTTRREE 22001100--11

SSEEGGUUNNDDOO EEXXAAMMEENN FFIINNAALL.. TTIIPPOO MMAATTUUTTIINNOO EEXXAAMMEENN CCOOLLEEGGIIAADDOO..

INSTRUCCIONES: El tiempo máximo para la resolución del examen es de 2.5 horas. No se permite la consulta de documento alguno. Cada problema tiene un valor de 20 puntos. Resolver cinco problemas. Es necesario realizar las operaciones en las hojas anexas para que el resultado sea considerado. Buena suerte.

Page 14: DIVISIÓ DE CIECIAS BÁSICAS COORDIACIÓ DE FÍSICA GEERAL Y … · 2018-09-28 · a través de una superficie gaussiana de forma esférica con radio r=2.5 [cm] centrada en el punto

4. Se tienen tres conductores rectos y muy largos paralelos entre si y al eje “z”, por el conductor 1 circula la

corriente I1=2.5 [A] y cruza el eje de las “x” en el punto a (3,0,0) [cm]; por el conductor 2 fluye una

corriente I2= 1 [A] y cruza el eje de las “x” en el punto b (2.8,0,0) y por el conductor 3 fluye una corriente I3= 10 [A] y cruza el eje de las “x” en el punto c (2,0,0) [cm]. Determine:

a) El campo magnético en el origen, es decir .B0

r

b) La fuerza de origen magnético, en cada unidad de longitud, que actúa sobre el

conductor 2 debido a la presencia de los conductores 1 y 3.

c) La fuerza que experimenta un electrón al pasar por el origen con una velocidad

( )

+=

s

kmki5.1v

r.

d) El flujo magnético total a través de la superficie cuadrada S de lado l=3[cm].

5. Una espira rectangular de largo l=10 [cm] y ancho a=5 [cm], con una resistencia de R=2.5 [Ω] se mueve

con rapidez constante v=2.4 [cm/s] por una región cuadrada de L=20 [cm] donde hay un campo magnético

uniforme de B=1.7 [T]. El extremo delantero de la espira entra en la región de campo magnético en el

instante t=0 [s]. Determine:

a) El flujo magnético, en [Wb], en t=3 [s].

b) El intervalo de tiempo en [s], para el cual el flujo magnético en la

espira permanece constante.

c) La fem inducida, en [V], para t=7[s].

d) El valor de la corriente en la espira y su sentido (horario o

antihorario) para un tiempo t=10 [s].

6. Se tiene una bobina de N=200 [vueltas] devanadas sobre un núcleo ferromagnético cuya curva de

magnetización aparece en la gráfica. Si I=2.4 [A], l=2[cm] y l1=4 [cm] determine:

a) La magnitud de la intensidad de campo en el material.

b) La magnitud de la inducción magnética en el material.

c) La reluctancia del núcleo.

d) El flujo magnético a través del material.

2F-M-2010-1. .

Page 15: DIVISIÓ DE CIECIAS BÁSICAS COORDIACIÓ DE FÍSICA GEERAL Y … · 2018-09-28 · a través de una superficie gaussiana de forma esférica con radio r=2.5 [cm] centrada en el punto

Nombre_________________________________________________________________________. Grupo___________________

1. La figura muestra: una esfera conductora de radio R=1[cm] con una distribución de carga

×=σ −

2

9

m

C102 y centro en el punto D (0,0,3) [cm]; una línea muy larga paralela al eje x con una

distribución de carga

×−=λ −

m

C104 12 que pasa por el punto C (0,4,0) [cm] y una carga puntual en el

origen, punto O (0,0,0) [cm] con [ ]C101q 12−×= .

De acuerdo con los datos obtener:

a) Campo eléctrico total en el punto A (0,4,3) [cm].

b) La diferencia de potencial entre los puntos B (0,1,0) [cm] y

A(0,4,3) [cm], es decir, VBA.

c) Trabajo necesario para trasladar una carga

[ ]C105.0'q 12−×−= del punto B al A.

d) La fuerza eléctrica que sufrirá 'q al estar colocada en A

(0,4,3) [cm].

2. A partir de los datos de la figura obtener:

a) La capacitancia equivalente entre los nodos a y e.

b) Si Vde= 5[V], calcular Vae.

c) Si el capacitor C4 es un capacitor de placas planas y

paralelas con [ ]2

4 mm10A = y [ ]mm1d4 = obtener su

permitividad relativa.

d) Voltaje máximo aplicable a 4C .

3. A partir del circuito de la figura, calcular:

a) El valor del resistor R.

b) El potencial eléctrico en el punto a, es decir, Va.

c) Disipación en [J/min] en la resistencia de 20 [Ω].

d) La energía entregada al circuito en [J/s].

DIVISIÓ DE CIECIAS BÁSICAS COORDIACIÓ DE FÍSICA GEERAL Y QUÍMICA

DDEEPPAARRTTAAMMEETTOO DDEE EELLEECCTTRRIICCIIDDAADD YY MMAAGGEETTIISSMMOO SSEEMMEESSTTRREE 22001100--11

SSEEGGUUNNDDOO EEXXAAMMEENN FFIINNAALL.. TTIIPPOO VVEESSPPEERRTTIINNOO.. EEXXAAMMEENN CCOOLLEEGGIIAADDOO..

INSTRUCCIONES: El tiempo máximo para la resolución del examen es de 2.5 horas. No se permite la consulta de documento alguno. Cada problema tiene un valor de 20 puntos. Resolver cinco problemas. Es necesario realizar las operaciones en las hojas anexas para que el resultado sea considerado. Buena suerte.

Page 16: DIVISIÓ DE CIECIAS BÁSICAS COORDIACIÓ DE FÍSICA GEERAL Y … · 2018-09-28 · a través de una superficie gaussiana de forma esférica con radio r=2.5 [cm] centrada en el punto

4. En la figura se muestra un solenoide de sección circular con radio a= 1[cm], longitud L=25[cm], 250

[vueltas], con núcleo de aire cuyo eje coincide con el eje “x”, fluye por él una corriente i=1[A] y su punto

central es el origen O; además se muestran dos conductores rectos muy largos paralelos al eje “x” y

coplanares con el plano “xy”; el conductor 1 pasa por el punto A (0,4,0) [cm] y lleva una corriente I1=40[A];

el conductor 2 pasa por el punto B (0,-4,0) [cm] y lleva una corriente I2=40 [A], determine:

a) El vector campo magnético total en el punto C (12.5,0,0)

[cm].

b) El flujo magnético a través del área A (4 [cm] x 20 [cm]).

c) La fuerza de origen magnético sobre un electrón que pasara

por el punto C con una velocidad

×−=

s

mi103v 5r

.

d) La fuerza que actúa sobre 20 metros del conductor 1 debido

a la presencia del conductor 2.

5. En la parte central de un solenoide largo de longitud L=10 [cm], área

transversal A=6[cm2] y 1000 [vueltas] se enrolla una bobina de

inductancia propia Lb = 2[mH], con 80 [vueltas] y se conectan como se

muestra, determine:

a) La inductancia propia del solenoide.

b) La inductancia mutua.

c) El coeficiente de acoplamiento y la representación simbólica del

arreglo.

d) La diferencia de potencial Vab si ( ) t120sen2ti π= .

6. En la figura se muestra un núcleo ferromagnético de forma toroidal con r1=3[cm], r2=5[cm], espesor

e=2[cm] y su curva de magnetización; sobre el núcleo se encuentra una bobina de 800 vueltas por la cual

fluye una corriente eléctrica I = 1 [A], determine:

a) La intensidad de campo magnético.

b) El flujo magnético en el material.

c) La permeabilidad del núcleo.

d) La reluctancia del núcleo.