Unitat 2
apunts
CAMP ELÈCTRIC
Secció II/III. Interacció electromagnètica
ÍNDEX
Llei de Coulomb
Introdució Històrica
Camp elèctric
Teorema de Gauss
Potencial elèctric
Energia potencial elèctrica
Moviment de les partícules en el camp
Enllaços d'interés
Qualsevol càrrega que tinga un cos, serà igual a un número enter d'electrons, és a dir, que la càrrega està quantitzada
VERDADER
FALS
VERDADER
La partícula mínima amb carrega elemental negativa és l’electró amb càrrega -1’602·10 C.La carrega elèctrica sempre ha d’anar associada a una partícula amb massa.
-19
Les carregues elèctriques del mateix signe s'atrauen, mentre que les de signe oposat es repel·leixen
VERDADER
FALS
FALS
Les carregues elèctriques del mateix signe es repel·leixen i les de diferent signe s’atrauen.
La càrrega elèctrica no es crea ni es destrueix, simplement es redistribueix.
VERDADER
FALS
VERDADER
En qualsevol procés físic la carrega neta d’un sistema es conserva. És a dir, que la suma de les carregues positives i negatives no varia.
Els materials aïllants són els que permeten el moviment dels electrons i els materials conductors no permeten el moviment dels electrons al seu interior
VERDADER
FALS
FALS
Els materials aïllants no permeten el moviment dels electrons al seu interior i els materials conductors són els que permeten el moviment del electrons
Aïllant
Conductor
Antecedents històrics
"Res és massa meravellos per a ser cert, si obeeix les lleis de la naturalesa" - Michel Faraday
LÍNIA DEL TEMPS
1706 - 1790
1736 - 1806
1820
1791 – 1867
1831 - 1879
1729
1540-1603
Hans Oesrted
Charles Coulomb
Benjamin Franklin
Stephen Gray
William Gilbert
James Maxwell
Michael Faraday
LLEI de COULOMB
La força amb que dues carregues s’atrauen o es repel·leixen és directament proporcional al producte de les càrregues i inversament proporcional al quadrat de la distància que les separa.
Llei de Coulomb: Força elèctrica
Constant de proporcionalitat vs constant dielèctrica
Principi de superposició
Dues càrregues puntuals iguals de 3 μC estan situades sobre l’eix Y, una es troba en el punt de coordenades (0,-d) i l’altra en el punt (0,d), sent d = 6 m. Una tercera càrrega de 2 μC se situa sobre l’eix X en x = 8 m. Trobeu la força exercida sobre aquesta última càrrega. Dada: K = 9×109 N m2 C-2.
J09
CAMP ELÈCTRIC
Es defineix la intensitat de camp elèctric en un punt com la força exercida sobre la unitat de carrega positiva col·locada en eixe punt.
INTENSITAT DE CAMP ELÈCTRIC
- És una magnitud vectorial.
- La intensitat de camp estableix un vector per a cadascun dels punts de l’espai.
- El valor de la intensitat de camp és independent del valor de la carrega de prova.
- Tots els punts que es troben a la mateixa distància de la càrrega central tindran el mateix valor.
- La intensitat de camp decreix molt ràpidament amb la distància.
- El sentit del vector camp elèctric depèn del signe de la càrrega.
- Segueix el principi de superposició.
Línies de camp
- El seu sentit és el del vector intensitat de camp, al que són tangents en cada punt.
- Son obertes
- Ixen de les carregues elèctriques positives (fonts) i acaben en les negatives (embornals).
- No es poden tallar, perquè en cada punt el camp sols pot tindre un valor, direcció i sentit.
- Es representen més juntes quan el camp és més intens i més separades quan ho és menys.
- Si el camp és uniforme les línies de camp són rectes paral·leles.
Una càrrega q1= −3 nC es troba situada a l'origen de coordenades del pla XY. Una segona càrrega de q2= 4 nC està situada sobre l'eix Y positiu a 2 m de l'origen. Calculeu el vector camp elèctric creat per cadascuna de les càrregues en un punt P situat a 3 m de l'origen sobre l'eix x positiu i el camp elèctric total creat per les dues. Dada: constant de Coulomb 𝑘= 9·109 N·m2/C2
S20
Quatre càrregues puntuals estan situades en els vèrtexs A, B, C i D d’un quadrat de 2 m de costat, com s’indica en la figura. Si 𝑞= √2/2 nC, Calculeu i representeu els vectors camp elèctrics generats per cada una de les càrregues i el total, en el centre del quadrat, punt O. Dada: constant de Coulomb, k= 9·109 N·m2/C2
JL21
Dues càrregues puntuals 𝑞=−1 nC están situades en els punts A i B de la circumferència de radi 𝑟 de la figura. Representeu en el punt O el vector camp elèctric generat per cada càrrega i el vector camp
total, i indiqueu l’angle que forma aquest últim amb l’eix x. Raoneu el signe i el valor de la càrrega 𝑄 que s’haurà de situar en el punt C (equidistant de A i B) perquè el camp total de les tres càrregues siga nul en el punt O.
JN23
Una càrrega puntual de valor q1= – 4 μC es troba en el punt (0, 0) m i una segona càrrega de valor desconegut, q2, es troba en el punt (2, 0) m . Calculeu el valor que ha de tenir la càrrega q2 perquè el camp elèctric generat per ambdues càrregues en el punt (4, 0) m siga nul. Representeu els vectors camp elèctric generats per cada una de les càrregues en aqueix punt.
24-25 B1a3
JN19
Se situen sobre l'eix X dues càrregues positives q, puntuals i idèntiques, separades una distància 2a, tal com es mostra en la figura. Calculeu l'expressió del vector camp elèctric total en el punt P situat en l'eix Y, a una distància a de l'origen. Dibuixeu els vectors camp generats per cada càrrega i el total en el punt P.
JN17
Sabent que la intensitat del camp elèctric en el punt P és nul·la, determineu raonadament la relació entre les càrregues q1/ q2.
JN14
24-25 B2
Una càrrega puntual de valor q1= -2 μC es troba en el punt (0,0) m i una segona càrrega, de valor desconegut, q2 , es troba en el punt (3,0) m. Calculeu el valor que ha de tenir la càrrega q2 perquè el camp elèctric general per ambdues càrregues en el punt (5,0) m siga nul. Representeu els vectors camp elèctric generats per cada una de les càrregues en aqueix punt.
S12
Es té un camp elèctric uniforme V/m que s’estén per tot l’espai. Seguidament s’hi introdueix una càrrega Q= 4 μC que se situa en el punt (2,0) m.
- Calculeu el vector camp elèctric resultant en el punt P(2,3) m i el seu mòdul (1 punt).
- A continuació s’hi afegeix una segona càrrega Q’ en el punt (0,3) m. Quin valor ha de tenir Q’ perquè el camp elèctric resultant en el punt P no tinga component X? (1 punt).
Dada: Ke = 9×109 N·m2/C2.
S07P
TEOREMA DE GAUSS
És l’energia que té una càrrega pel fet de trobar-se en una determinada posició dins d’un camp de forces.
Flux elèctric i teorema de Gauss
- El flux de camp elèctric (E) que travesa una superfície (S) representa el número de línies de camp que travesa una superfície perpendicular al camp.
- Llei de Gauss: El flux de camp elèctrica trevés d'una superfície tancada és igual a la càrrega total tancada en la superfície entre la constant dielèctrica del medi.
CONDENSADOR PLA:
- Sistema format per dues plaques paral·leles carregades amb la mateixa cÀrrega però de signe diferent i separades per una distància petita.
- Al seu interior hi ha un camp elèctric uniforme, perpendicular a les plaques, que va des de la placa positiva a la placa negativa.
Enuncieu el teorema de Gauss per al camp elèctric. Determineu el flux elèctric a través de la superfície tancada de la figura. Les càrregues són q1= 8,85 pC i q2= −2q1 i es troben en el buit. Dada: constant dielèctrica del buit, 𝜀0= 8,85·10−12 C2/N·m2
JN21
Dues càrregues q1= 8,9 μC i q2= 17,8 μC es troben en el buit i situades, respectivament, en els punts 𝑂 (0, 0, 0) cm i 𝑃 (1, 0, 0) cm. Enuncieu el teorema de Gauss per al camp elèctric. Calculeu, justificadament, el flux del camp elèctric a través d’una superfície esfèrica de radi 0,5 cm centrada en el punt O. Canvia el flux si en lloc d’una esfera es tracta d’un cub de costat 0,5 cm? Dada: permitivitat del buit 𝜀0= 8,9·10−12 C2N−1m−2
S20
ENERGIA POTENCIAL ELÈCTRICA
L’energia potencial elèctrica (Ep) d'un cos carregat deguda a l'acció d'un camp elèctric sobre ell és el treball que cal realitzar, contra les forces de camp, per traslladar la seva càrrega des de l'infinit fins al punt de el camp en què es troba el cos
SISTEMA DE DOS PARTÍCULES
Càrregues amb diferent signe
Càrregues amb el mateix signe
+info
POTENCIAL ELÈCTRIC
El potencial (V) en un punt de el camp elèctric és el treball per unitat de càrrega positiva que cal realitzar, contra les forces de camp, per traslladar un cos carregat des de l'infinit fins a aquest punt..
APLICACIONS
Treball elèctric
Trigger equation
Superfícies equipotencials
Col·loquem tres càrregues iguals de valor q = 2 μC en els punts (1,0), (-1,0) i (0,1) m.
- Calculeu el vector camp elèctric en el punt (0,0) m (1 punt).
- Quin és el treball necessari per a traslladar una càrrega elèctrica puntual de valor q = 1 μC des del punt (0,0) fins al punt (0,-1) m? (1 punt).
Dada: Ke = 9×109 N·m2/C2.
J08P
Es té una càrrega q= 40 nC en el punt A (1,0) cm i una altra càrrega q’= -10 nC en el punt A’ (0,2) cm. Calculeu la diferència de potencial elèctric entre l’origen de coordenades i el punt B (1, 2) cm. Dada: Ke = 9×109 N·m2/C2.
S08
Sabent que el potencial elèctric en el punt P és nul, determineu el valor de la càrrega q2. Raoneu si serà nul el camp elèctric en el punt P.
JN19
El diagrama mostra dues càrregues de magnituds −𝑞 i 9𝑞 amb 𝑞>0. Raoneu quin dels vectors dibuixats representa el vector camp elèctric total en el punt 𝑃.
Si els punts 𝑃 i 𝑆 pertanyen a la mateixa superfície equipotencial, quin és el treball realitzat en portar una càrrega 𝑄 des del punt 𝑃 fins al punt 𝑆?
JL23
Atesa la distribució de càrregues de la figura, calculeu: a) El valor de la càrrega q perquè el camp elèctric siga nul en el punt (0,1) m. (1 punt)
b) El treball necessari per portar una càrrega de 5 μC des de l’infinit (on té energia cinètica nul·la) fins al punt (0,1) m. (1 punt)Dades: constant de Coulomb, K= 9·109 N·m2/C2
JL24P
Expliqueu breument què és un camp de forces conservatiu. Una càrrega positiva es troba en el si d'un camp electrostàtic. El treball realitzat pel camp per a desplaçar-la entre els punts A i B de la figura és de 0,01 J si se segueix el camí (1) Quin és el treball si se segueix el camí (2)? En quin punt, A o B, és major el potencial elèctric? Raoneu les respostes.
JL19
Una càrrega puntual q que es troba en un punt A es traslladada a un punt B, sent el potencial electrostàtic en A major que en B. Discutiu com varia l’energia potencial de la dita càrrega depenent del seu signe.
S11
Quina energia allibera una tempesta elèctrica en la qual es transfereixen 50 raigs entre els núvols i el sòl? Suposeu que la diferència de potencial mitjana entre els núvols i el sòl és de 109 V i que la quantitat de càrrega mitjana transferida en cada raig és de 25 C.
J10
24-25 B2
Una càrrega puntual 𝑞1= −5 μC està situada en el punt 𝐴 (3, −4) m i una altra segona, 𝑞2= 4 μC, en el punt 𝐵 (0, −5) m.
- Calculeu els vectors camp elèctric corresponents a cada càrrega i el camp elèctric total en l’origen de coordenades 𝑂 (0,0) m. Representeu els tres vectors. (1 punt)
- Calculeu el potencial elèctric total produït per les dues càrregues en l’origen de coordenades. Calculeu el treball necessari per a traslladar una carrega 𝑄 = 1 μC des de l’infinit fins a aquest punt considerant nul el potencial en l’infinit. (1 punt)
Dada: constant de Coulomb, 𝑘 = 9·109 N·m2/C2.
JL22P
Tres càrregues elèctriques iguals de valor 3 µC se situen en els punts (1,0) m, (-1,0) m i (0,-1) m.
- Dibuixeu en el punt (0,0) els vectors camp elèctric generats per cada una de les càrregues. Calculeu el vector camp elèctric resultant en el dit punt. (1 punt)
- Calculeu el treball realitzat en el desplaçament d'una càrrega elèctrica puntual de 1 μC entre (0,0) i (0,1) m. Raoneu si la càrrega es pot moure espontàniament al dit punt (0,1) m. (1 punt)
Dada: Constant de Coulomb, K = 9×109 N m2/C2.
JN16P
Una càrrega q>0 es troba sota l’acció d’un camp elèctric uniforme . Si la càrrega es desplaça en la mateixa direcció i sentit que la del camp elèctric, què ocorre amb la seua energia potencial elèctrica? (1 punt) I si movem la càrrega en direcció perpendicular al camp? (0,5 punts). Justifiqueu ambdues respostes.
J07
Quina relació hi ha entre el potencial i el camp elèctric? Com s’expressa matemàticament aquesta relació en el cas d’un camp elèctric uniforme?
J06
MOVIMENT de les PARTÍCULES en el sinus d'un CAMP ELÈCTRIC
velocitat perpendicular a E
velocitat paral·lela a E
VS
Un electró es mou dins d'un camp elèctric uniforme N/C. L'electró parteix del repòs des del punt A, de coordenades (0,1) m, i arriba al punt B amb una velocitat de 106 m/s després de recórrer 1 m.
- Indiqueu la trajectòria que seguirà l'electró i les coordenades del punt B (1 punt)
- Calculeu raonadament el treball realitzat pel camp elèctric sobre la càrrega des de A fins a B i el valor del camp elèctric. (1 punt)
Dades: càrrega elemental, e=-1,6·10-19 C; massa de l’electró, me= 9,1·10-31 kg.
JN17P
Un electró es mou dins d’un camp elèctric uniforme , amb E > 0. L’electró parteix del repòs des del punt A, de coordenades (0,0) cm, i arriba al punt B amb una velocitat de 106 m/s després de recórrer 20 cm. Considerant que sobre l’electró no actuen altres forces i sense tenir en compte efectes relativistes:
- Discutiu com serà la trajectòria de l’electró i calculeu les coordenades del punt B (en centímetres). (0,8 punts)
- Calculeu raonadament el mòdul del camp elèctric. (1,2 punts)
Dades: càrrega elemental e= 1,6х10-19 C; massa de l’electró me = 9,1х10-31 kg.
JL14P
Un electró es mou dins d’un camp elèctric uniforme N/C. L’electró ix del repòs des del punt A, de coordenades (1,0) m, i arriba al punt B amb una velocitat de 107 m/s després de recórrer 50 cm.
- Indiqueu la trajectòria de l’electró i les coordenades del punt B. (1 punt)
- Calculeu el mòdul del camp elèctric. (1 punt)
Dades: càrrega de l’electró e = 1,6х10-19 C; massa de l’electró me = 9,1х10-31 kg.
24-25 B2
J10P
Disposem d’un camp elèctric uniforme N/C.
- Indiqueu com són les superfícies equipotencials d’aquest camp. (0,5 punts)
- Calculeu el treball que realitza el camp elèctric per a transportar una càrrega q= -5 µC des del punt P1 (1, 3, 2) m fins al punt P2 (2, 0, 4) m (1 punt)
- Si alliberem la càrrega q en el punt P2 i l’única força que actua és la del camp elèctric, en quina direcció i sentit es mourà? 0,5 punts)
S05P
Una partícula amb càrrega q1= 10-6 C es fixa en l’origen de coordenades.
- Quin treball serà necessari realitzar per col·locar una segona partícula, amb càrrega q2= 10-8 C, que es troba inicialment en l’infinit, en un punt P situat en la part positiva de l’eix Y a una distància de 30 cm de l’origen de coordenades? (1 punt)
- La partícula de càrrega q2 té 2 mg de massa. Aquesta partícula es deixa lliure en el punt P, quina velocitat tindrà quan es trobe a 1,5 m de distància de q1? (considereu menyspreables els efectes gravitatoris). (1 punt).
Dada: Ke= 9×109 N m2/C2.
J05P
Altres enllaços d'interés
FisicaLab
FisLab
FisQuiWeb
Llistat de reproducció
Apunts
Problemes classe
........
Problemes resolts
Problemes PAU
....
....
....
10
11
12
¡GRÀCIES!
F2.U2. camp electric
FisQui Enric Soler i
Created on November 5, 2020
Start designing with a free template
Discover more than 1500 professional designs like these:
View
Vaporwave presentation
View
Animated Sketch Presentation
View
Memories Presentation
View
Pechakucha Presentation
View
Decades Presentation
View
Color and Shapes Presentation
View
Historical Presentation
Explore all templates
Transcript
Unitat 2
apunts
CAMP ELÈCTRIC
Secció II/III. Interacció electromagnètica
ÍNDEX
Llei de Coulomb
Introdució Històrica
Camp elèctric
Teorema de Gauss
Potencial elèctric
Energia potencial elèctrica
Moviment de les partícules en el camp
Enllaços d'interés
Qualsevol càrrega que tinga un cos, serà igual a un número enter d'electrons, és a dir, que la càrrega està quantitzada
VERDADER
FALS
VERDADER
La partícula mínima amb carrega elemental negativa és l’electró amb càrrega -1’602·10 C.La carrega elèctrica sempre ha d’anar associada a una partícula amb massa.
-19
Les carregues elèctriques del mateix signe s'atrauen, mentre que les de signe oposat es repel·leixen
VERDADER
FALS
FALS
Les carregues elèctriques del mateix signe es repel·leixen i les de diferent signe s’atrauen.
La càrrega elèctrica no es crea ni es destrueix, simplement es redistribueix.
VERDADER
FALS
VERDADER
En qualsevol procés físic la carrega neta d’un sistema es conserva. És a dir, que la suma de les carregues positives i negatives no varia.
Els materials aïllants són els que permeten el moviment dels electrons i els materials conductors no permeten el moviment dels electrons al seu interior
VERDADER
FALS
FALS
Els materials aïllants no permeten el moviment dels electrons al seu interior i els materials conductors són els que permeten el moviment del electrons
Aïllant
Conductor
Antecedents històrics
"Res és massa meravellos per a ser cert, si obeeix les lleis de la naturalesa" - Michel Faraday
LÍNIA DEL TEMPS
1706 - 1790
1736 - 1806
1820
1791 – 1867
1831 - 1879
1729
1540-1603
Hans Oesrted
Charles Coulomb
Benjamin Franklin
Stephen Gray
William Gilbert
James Maxwell
Michael Faraday
LLEI de COULOMB
La força amb que dues carregues s’atrauen o es repel·leixen és directament proporcional al producte de les càrregues i inversament proporcional al quadrat de la distància que les separa.
Llei de Coulomb: Força elèctrica
Constant de proporcionalitat vs constant dielèctrica
Principi de superposició
Dues càrregues puntuals iguals de 3 μC estan situades sobre l’eix Y, una es troba en el punt de coordenades (0,-d) i l’altra en el punt (0,d), sent d = 6 m. Una tercera càrrega de 2 μC se situa sobre l’eix X en x = 8 m. Trobeu la força exercida sobre aquesta última càrrega. Dada: K = 9×109 N m2 C-2.
J09
CAMP ELÈCTRIC
Es defineix la intensitat de camp elèctric en un punt com la força exercida sobre la unitat de carrega positiva col·locada en eixe punt.
INTENSITAT DE CAMP ELÈCTRIC
Línies de camp
Una càrrega q1= −3 nC es troba situada a l'origen de coordenades del pla XY. Una segona càrrega de q2= 4 nC està situada sobre l'eix Y positiu a 2 m de l'origen. Calculeu el vector camp elèctric creat per cadascuna de les càrregues en un punt P situat a 3 m de l'origen sobre l'eix x positiu i el camp elèctric total creat per les dues. Dada: constant de Coulomb 𝑘= 9·109 N·m2/C2
S20
Quatre càrregues puntuals estan situades en els vèrtexs A, B, C i D d’un quadrat de 2 m de costat, com s’indica en la figura. Si 𝑞= √2/2 nC, Calculeu i representeu els vectors camp elèctrics generats per cada una de les càrregues i el total, en el centre del quadrat, punt O. Dada: constant de Coulomb, k= 9·109 N·m2/C2
JL21
Dues càrregues puntuals 𝑞=−1 nC están situades en els punts A i B de la circumferència de radi 𝑟 de la figura. Representeu en el punt O el vector camp elèctric generat per cada càrrega i el vector camp
total, i indiqueu l’angle que forma aquest últim amb l’eix x. Raoneu el signe i el valor de la càrrega 𝑄 que s’haurà de situar en el punt C (equidistant de A i B) perquè el camp total de les tres càrregues siga nul en el punt O.
JN23
Una càrrega puntual de valor q1= – 4 μC es troba en el punt (0, 0) m i una segona càrrega de valor desconegut, q2, es troba en el punt (2, 0) m . Calculeu el valor que ha de tenir la càrrega q2 perquè el camp elèctric generat per ambdues càrregues en el punt (4, 0) m siga nul. Representeu els vectors camp elèctric generats per cada una de les càrregues en aqueix punt.
24-25 B1a3
JN19
Se situen sobre l'eix X dues càrregues positives q, puntuals i idèntiques, separades una distància 2a, tal com es mostra en la figura. Calculeu l'expressió del vector camp elèctric total en el punt P situat en l'eix Y, a una distància a de l'origen. Dibuixeu els vectors camp generats per cada càrrega i el total en el punt P.
JN17
Sabent que la intensitat del camp elèctric en el punt P és nul·la, determineu raonadament la relació entre les càrregues q1/ q2.
JN14
24-25 B2
Una càrrega puntual de valor q1= -2 μC es troba en el punt (0,0) m i una segona càrrega, de valor desconegut, q2 , es troba en el punt (3,0) m. Calculeu el valor que ha de tenir la càrrega q2 perquè el camp elèctric general per ambdues càrregues en el punt (5,0) m siga nul. Representeu els vectors camp elèctric generats per cada una de les càrregues en aqueix punt.
S12
Es té un camp elèctric uniforme V/m que s’estén per tot l’espai. Seguidament s’hi introdueix una càrrega Q= 4 μC que se situa en el punt (2,0) m.
- Calculeu el vector camp elèctric resultant en el punt P(2,3) m i el seu mòdul (1 punt).
- A continuació s’hi afegeix una segona càrrega Q’ en el punt (0,3) m. Quin valor ha de tenir Q’ perquè el camp elèctric resultant en el punt P no tinga component X? (1 punt).
Dada: Ke = 9×109 N·m2/C2.S07P
TEOREMA DE GAUSS
És l’energia que té una càrrega pel fet de trobar-se en una determinada posició dins d’un camp de forces.
Flux elèctric i teorema de Gauss
CONDENSADOR PLA:
Enuncieu el teorema de Gauss per al camp elèctric. Determineu el flux elèctric a través de la superfície tancada de la figura. Les càrregues són q1= 8,85 pC i q2= −2q1 i es troben en el buit. Dada: constant dielèctrica del buit, 𝜀0= 8,85·10−12 C2/N·m2
JN21
Dues càrregues q1= 8,9 μC i q2= 17,8 μC es troben en el buit i situades, respectivament, en els punts 𝑂 (0, 0, 0) cm i 𝑃 (1, 0, 0) cm. Enuncieu el teorema de Gauss per al camp elèctric. Calculeu, justificadament, el flux del camp elèctric a través d’una superfície esfèrica de radi 0,5 cm centrada en el punt O. Canvia el flux si en lloc d’una esfera es tracta d’un cub de costat 0,5 cm? Dada: permitivitat del buit 𝜀0= 8,9·10−12 C2N−1m−2
S20
ENERGIA POTENCIAL ELÈCTRICA
L’energia potencial elèctrica (Ep) d'un cos carregat deguda a l'acció d'un camp elèctric sobre ell és el treball que cal realitzar, contra les forces de camp, per traslladar la seva càrrega des de l'infinit fins al punt de el camp en què es troba el cos
SISTEMA DE DOS PARTÍCULES
Càrregues amb diferent signe
Càrregues amb el mateix signe
+info
POTENCIAL ELÈCTRIC
El potencial (V) en un punt de el camp elèctric és el treball per unitat de càrrega positiva que cal realitzar, contra les forces de camp, per traslladar un cos carregat des de l'infinit fins a aquest punt..
APLICACIONS
Treball elèctric
Trigger equation
Superfícies equipotencials
Col·loquem tres càrregues iguals de valor q = 2 μC en els punts (1,0), (-1,0) i (0,1) m.
- Calculeu el vector camp elèctric en el punt (0,0) m (1 punt).
- Quin és el treball necessari per a traslladar una càrrega elèctrica puntual de valor q = 1 μC des del punt (0,0) fins al punt (0,-1) m? (1 punt).
Dada: Ke = 9×109 N·m2/C2.J08P
Es té una càrrega q= 40 nC en el punt A (1,0) cm i una altra càrrega q’= -10 nC en el punt A’ (0,2) cm. Calculeu la diferència de potencial elèctric entre l’origen de coordenades i el punt B (1, 2) cm. Dada: Ke = 9×109 N·m2/C2.
S08
Sabent que el potencial elèctric en el punt P és nul, determineu el valor de la càrrega q2. Raoneu si serà nul el camp elèctric en el punt P.
JN19
El diagrama mostra dues càrregues de magnituds −𝑞 i 9𝑞 amb 𝑞>0. Raoneu quin dels vectors dibuixats representa el vector camp elèctric total en el punt 𝑃.
Si els punts 𝑃 i 𝑆 pertanyen a la mateixa superfície equipotencial, quin és el treball realitzat en portar una càrrega 𝑄 des del punt 𝑃 fins al punt 𝑆?
JL23
Atesa la distribució de càrregues de la figura, calculeu: a) El valor de la càrrega q perquè el camp elèctric siga nul en el punt (0,1) m. (1 punt)
b) El treball necessari per portar una càrrega de 5 μC des de l’infinit (on té energia cinètica nul·la) fins al punt (0,1) m. (1 punt)Dades: constant de Coulomb, K= 9·109 N·m2/C2
JL24P
Expliqueu breument què és un camp de forces conservatiu. Una càrrega positiva es troba en el si d'un camp electrostàtic. El treball realitzat pel camp per a desplaçar-la entre els punts A i B de la figura és de 0,01 J si se segueix el camí (1) Quin és el treball si se segueix el camí (2)? En quin punt, A o B, és major el potencial elèctric? Raoneu les respostes.
JL19
Una càrrega puntual q que es troba en un punt A es traslladada a un punt B, sent el potencial electrostàtic en A major que en B. Discutiu com varia l’energia potencial de la dita càrrega depenent del seu signe.
S11
Quina energia allibera una tempesta elèctrica en la qual es transfereixen 50 raigs entre els núvols i el sòl? Suposeu que la diferència de potencial mitjana entre els núvols i el sòl és de 109 V i que la quantitat de càrrega mitjana transferida en cada raig és de 25 C.
J10
24-25 B2
Una càrrega puntual 𝑞1= −5 μC està situada en el punt 𝐴 (3, −4) m i una altra segona, 𝑞2= 4 μC, en el punt 𝐵 (0, −5) m.
- Calculeu els vectors camp elèctric corresponents a cada càrrega i el camp elèctric total en l’origen de coordenades 𝑂 (0,0) m. Representeu els tres vectors. (1 punt)
- Calculeu el potencial elèctric total produït per les dues càrregues en l’origen de coordenades. Calculeu el treball necessari per a traslladar una carrega 𝑄 = 1 μC des de l’infinit fins a aquest punt considerant nul el potencial en l’infinit. (1 punt)
Dada: constant de Coulomb, 𝑘 = 9·109 N·m2/C2.JL22P
Tres càrregues elèctriques iguals de valor 3 µC se situen en els punts (1,0) m, (-1,0) m i (0,-1) m.
- Dibuixeu en el punt (0,0) els vectors camp elèctric generats per cada una de les càrregues. Calculeu el vector camp elèctric resultant en el dit punt. (1 punt)
- Calculeu el treball realitzat en el desplaçament d'una càrrega elèctrica puntual de 1 μC entre (0,0) i (0,1) m. Raoneu si la càrrega es pot moure espontàniament al dit punt (0,1) m. (1 punt)
Dada: Constant de Coulomb, K = 9×109 N m2/C2.JN16P
Una càrrega q>0 es troba sota l’acció d’un camp elèctric uniforme . Si la càrrega es desplaça en la mateixa direcció i sentit que la del camp elèctric, què ocorre amb la seua energia potencial elèctrica? (1 punt) I si movem la càrrega en direcció perpendicular al camp? (0,5 punts). Justifiqueu ambdues respostes.
J07
Quina relació hi ha entre el potencial i el camp elèctric? Com s’expressa matemàticament aquesta relació en el cas d’un camp elèctric uniforme?
J06
MOVIMENT de les PARTÍCULES en el sinus d'un CAMP ELÈCTRIC
velocitat perpendicular a E
velocitat paral·lela a E
VS
Un electró es mou dins d'un camp elèctric uniforme N/C. L'electró parteix del repòs des del punt A, de coordenades (0,1) m, i arriba al punt B amb una velocitat de 106 m/s després de recórrer 1 m.
- Indiqueu la trajectòria que seguirà l'electró i les coordenades del punt B (1 punt)
- Calculeu raonadament el treball realitzat pel camp elèctric sobre la càrrega des de A fins a B i el valor del camp elèctric. (1 punt)
Dades: càrrega elemental, e=-1,6·10-19 C; massa de l’electró, me= 9,1·10-31 kg.JN17P
Un electró es mou dins d’un camp elèctric uniforme , amb E > 0. L’electró parteix del repòs des del punt A, de coordenades (0,0) cm, i arriba al punt B amb una velocitat de 106 m/s després de recórrer 20 cm. Considerant que sobre l’electró no actuen altres forces i sense tenir en compte efectes relativistes:
- Discutiu com serà la trajectòria de l’electró i calculeu les coordenades del punt B (en centímetres). (0,8 punts)
- Calculeu raonadament el mòdul del camp elèctric. (1,2 punts)
Dades: càrrega elemental e= 1,6х10-19 C; massa de l’electró me = 9,1х10-31 kg.JL14P
Un electró es mou dins d’un camp elèctric uniforme N/C. L’electró ix del repòs des del punt A, de coordenades (1,0) m, i arriba al punt B amb una velocitat de 107 m/s després de recórrer 50 cm.
- Indiqueu la trajectòria de l’electró i les coordenades del punt B. (1 punt)
- Calculeu el mòdul del camp elèctric. (1 punt)
Dades: càrrega de l’electró e = 1,6х10-19 C; massa de l’electró me = 9,1х10-31 kg.24-25 B2
J10P
Disposem d’un camp elèctric uniforme N/C.
S05P
Una partícula amb càrrega q1= 10-6 C es fixa en l’origen de coordenades.
- Quin treball serà necessari realitzar per col·locar una segona partícula, amb càrrega q2= 10-8 C, que es troba inicialment en l’infinit, en un punt P situat en la part positiva de l’eix Y a una distància de 30 cm de l’origen de coordenades? (1 punt)
- La partícula de càrrega q2 té 2 mg de massa. Aquesta partícula es deixa lliure en el punt P, quina velocitat tindrà quan es trobe a 1,5 m de distància de q1? (considereu menyspreables els efectes gravitatoris). (1 punt).
Dada: Ke= 9×109 N m2/C2.J05P
Altres enllaços d'interés
FisicaLab
FisLab
FisQuiWeb
Llistat de reproducció
Apunts
Problemes classe
........
Problemes resolts
Problemes PAU
....
....
....
10
11
12
¡GRÀCIES!