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• RuyelMasgoCampos

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4

Física Electrodinámica II

4Ω

1. Se muestra un circuito eléctrico simple donde la



fuente es real. Indique verdadero (V) o falso (F) según corresponda. I. Si aumentamos R, la eficiencia de la fuente aumenta. II. Si disminuye r, la eficiencia de la fuente disminuye. III. Si aumentamos R, la fem de la fuente disminuye. IV. Si aumentamos R, el voltaje de la fuente aumenta.

2Ω

25 V V



15 V

10 V

6Ω

A

A) 21 V B) 25 V C) 31 V D) 17 V E) 15 V

4. Las 2 fuentes que se muestran son idénticas (ξ=20 V; r=1 kΩ). ¿En cuánto varía la lectura del amperímetro ideal al cerrar el interruptor (s)?

(s)

ε

R r A



R=9 kΩ

A) FFFV B) VFFV C) VFFF D) VVFV E) FFFF

A) aumenta en 0,1 mA B) disminuye en 0,1 mA C) no varía D) aumenta en 0,2 mA E) disminuye en 0,2 mA

2. En el circuito eléctrico mostrado, determine la lectura del amperímetro ideal. (R=3 Ω). 2R

30 V

...

20 V

5. En el circuito que se muestra tenemos 2 amperímetros y 2 voltímetros iguales. Los amperímetros 1 y 2 registran como lectura 100 µA y 99 µA, respectivamente. El voltímetro 1 indica 10 V, determine la lectura del voltímetro 2.

2R

R

A



A1

A) 1 A B) 1,25 A C) 1,5 A D) 2,25 A E) 2,5 A

3. Considerando el voltímetro ideal, determine su lectura.



A2

V2

V1

A) 0,01 V B) 0,1 V C) 1 V D) 0,5 V E) 5 V 2

Física 6. En el circuito se muestran dos baterías idénticas conectadas a una resistencia R=1 Ω, por la que circula una corriente de intensidad I. Si el circuito se alimenta con una sola batería, la corriente en R disminuye en un 40%. Determine la resistencia interna de una de las baterías. ε; r

ε; r

150 V



A) 240 W B) 160 W C) 120 W D) 100 W E) 80 W

I

R

9. Se tienen 3 foquitos idénticos y se muestran



3 formas distintas de conectarlos. Si en cada caso se conecta una misma pila (ξ; r), indique en que caso la pila se consume más rápido.

A) 0,15 Ω B) 0,25 Ω C) 0,10 Ω D) 0,20 Ω E) 0,40 Ω

7. Para medir una resistencia de valor desconocido R, se usa un voltímetro con una resistencia interna de 10 kΩ y un amperímetro de resistencia interna 1 Ω, tal como se muestra. Si las lecturas del voltímetro y amperímetro son 48 V y 8 A, respectivamente. Determine el valor de R (en Ω).



(a)

V

(c)

R

A

r



(b)

A) caso a B) caso b C) caso c D) todos E) dependerá de r

ε

10. Un hervidor eléctrico está conectado a una A) 2 B) 3 C) 5 D) 6 E) 8

8. Las bombillas eléctricas que se muestran son idénticas y su especificación técnica es 100 V – 80 W. Determine la potencia que disipa el circuito mostrado. 3

fuente y logra elevar la temperatura de 0,5 L de agua de 20 ºC a 40 ºC en 2 minutos. Si el hervidor se conecta a una fuente del doble de voltaje; ¿cuánto tarda en vaporizar completamente 1 L de agua inicialmente a 20 ºC? A) 4 min B) 9 min C) 13,5 min D) 17,5 min E) 31 min

Física 13. En el gráfico se muestra a 2 conductores de

Electromagnetismo I

gran longitud que transportan corriente. ¿Cuál es la ecuación de la recta que une a todos los

11. Se muestran dos alambres conductores muy largos perpendiculares al plano P. Por ellos circulan corrientes 2I e I, respectivamente, en sentidos opuestos. Determine la relación B1/B2 entre el módulo del campo magnético total B1 en el punto (1) y el módulo del campo magnético total B2 en el punto (2).

2i

puntos donde la inducción es nula? Y(cm) 4A 6A 4 cm

i

X (cm) O

P (1)

(2)

2r

r

3x −4 2 3x +4 B) y = 2 3x C) y = − −4 2 3x D) y = − +4 2 3x E) y = − 2 A) y =

r

A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5

12. Se muestran las secciones transversales de 2 conductores de gran longitud. Determine I de tal manera que en P la inducción magnética sea la menor posible.

14. Se muestra un conductor de gran longitud doblado de manera que sus partes forman entre si 90º. Determine en qué relación se encuentran los módulos de las inducciones magnéticas en A y B.

P

B d

37º

...



5A A) 1,8 A ⊗ B) 1,8 A  C) 0,9 A  D) 0,6 A ⊗ E) 0,9 A 

I

45º

I d



A A) 0,15 B) 0,17 C) 0,20 D) 0,50 E) 1 4

Física 15. Se muestra un conductor de gran longitud do-

A) q1 es positiva,  q2 es negativa  y  m1 > m2

blado de manera que sus partes son perpendi-

B) q1 es positiva,  q2 es negativa  y  m1=m2

culares entre sí. Para el instante mostrado, de-

C) q1 es positiva,  q2 es negativa  y  m1 < m2

termine la fuerza magnética sobre la partícula

D) q1 es negativa,  q2 es positiva  y  m1 > m2

electrizada con –10 mC.

E) q1 es negativa,  q2 es positiva y  m1 < m2

Z

17. Dos partículas de igual masa y electrizadas con la misma cantidad de carga fueron lanzadas en forma simultánea desde el origen del

200 m/s 2A

sistema de coordenadas con rapidez 2v y 3v.

Y(cm)

Indique verdadero (V) o falso (F) según corres-

(0; 50; 0)

ponda. Desprecie efectos gravitatorios y la interacción entre las partículas. Además el campo

X

magnético homogéneo está confinado al primer cuadrante.

A) 1,6(î – k) µN



I. Las partículas abandonan el campo al mis-



II. El radio de giro de la trayectoria de la partí-

mo tiempo.

B) 1,6(î+  ) µN C) 0,8(î – k) µN

cula (1) es 16 cm.

D) 0,8î µN



E) 0,8 µN

III. Cuando la partícula (1) pasa por la posición (16; 16) cm, la distancia que la separa de la partícula (2) es 8 2 cm.

16. El gráfico muestra dos partículas con cargas q1 y q2 de igual valor absoluto y de masas m1 y

Y

m2, respectivamente, describiendo circunfe-

(2)

rencias en una región donde existe un campo

B

magnético homogéneo perpendicular y en(1)

trante al plano del papel. Si las partículas se mueven con igual rapidez, ¿cuál de las siguientes alternativas es correcta?

0

B

q1

q2

m1

m2

A) VVV B) VVF C) FFV D) FVV



E) VFF

5

16 cm

X

Física 18. Una partícula electrizada positiva ingresa a una

A) 0,02 N

región donde se han establecido un campo

B) 0,04 N

eléctrico y otro magnético, ambos homogéneos.

C) 0,06 N

Indique verdadero (V) o falso (F) según corres-

D) 0,08 N

ponda. Desprecie efectos gravitatorios.

E) 0,1 N



I. Es imposible que la partícula siga una tra-



II. La partícula desarrollará un MCU.

longitud y una espira conductora cuadrada de



III. La F EL se mantiene constante mientras que

20 cm de lado. Ambas transportan corrientes

yectoria rectilínea.

20. El gráfico nos muestra un conductor de gran

 

de 2 A y 4 A, respectivamente. Determine el

la F mag aumenta.

módulo de la fuerza magnética sobre la espira. E

FEL: fuerza eléctrica

20 cm

Fmag: fuerza magnetica

4A 2A



B



A) VVV

A) 1,2 µN

B) VFV

D) 0,6 µN E) 0,4 µN

B) 1 µN C) 0,8 µN

C) VFF D) FFV

Electromagnetismo II

E) FFF

19. Determine el módulo de la fuerza magnética sobre el conductor que se muestra.

21. La base de un cubo de 40 cm de arista se apoya sobre el plano x – y. En dicha región se ha establecido un campo magnético homogéneo cuya inducción presenta un módulo de 0,8 T y

Y(cm)

B=0,2 T

es paralela al vector (– 1; 1; 0). Determine el flujo magnético entrante en el cubo.

16

...

A) – 32 mWb B) +64 mWb I=2 A

C) −64 2 mWb D) −128 2 mWb

0

12

X(cm)

E) +128 mWb

6

Física 22. La gráfica nos muestra el comportamiento del

B

de una espira conductora. Indique verdadero

60º

(V) o falso (F) según corresponda.

Φmag (Wb)

Normal

flujo magnético (Φmag) con el tiempo a través

2

I. En t=0,5 s y en=2 s, la corriente inducida es la misma.



t(s)

II. En t=4 s la corriente inducida presenta su máximo valor.





III. En t=7 s la corriente inducida es menor que

1

3

5

8

A) FFF

3

25. Una espira conductora se encuentra en el pla-

t(s) 0

2

A) 20 V B) 40 V C) 60 V D) 80 V E) 120 V

en t=1 s. Φmag (Wb)

0



no xy y en dicha región se ha establecido un campo magnético a lo largo del eje z y que varía con el tiempo de acuerdo a la gráfica. ¿Qué gráfica representa mejor el comportamiento de la corriente inducida en la espira? Considere para la corriente antihorario como positivo y horario negativo. B (T)

B) VFV C) FVV

t(s)

D) VFF E) VVV 2

0

23. A través de un enrollado de 20 espiras el flujo magnético varía con el tiempo de acuerdo a

Φmag=(2t2 – t+4) Wb



t: se expresa en segundos



Determine la fem inducida en el instante t=3 s y

I

A)

t(s)

la fem inducida media para el intervalo (1; 3) s.

0 C)

A) 220 V; 70 V

I

B)

t(s) 2

0 I

B) 220 V; 140 V C) 200 V; 70 V

t(s)

D) 70 V; 200 V

2

0

E) 110 V; 70 V

24. La gráfica nos muestra el comportamiento del flujo magnético (Φmag) a través de un conjun-

I

D)

E)

I

to de 40 espiras conductoras y cuadradas de t(s)

lado 20 cm. Determine la fem inducida en el 0

instante t=3 s. 7

2

t(s) 0

2

Física 26. La barra conductora que se muestra tiene una

A) VFF

resistencia eléctrica de 2 kΩ y rota uniforme-

B) FFF C) FVF

D) VVF E) VVV

mente con 8 rad/s. Considerando que el riel circunferencial es conductor y de resistencia

28. Para el caso que se muestra a continuación,

eléctrica despreciable, determine la corriente

indique verdadero (V) o falso (F) según corres-

que pasa a través de la barra de 80 cm de longitud (r=50 cm).

ponda.

I. En la espira de la derecha el flujo magnético



II. Para las condiciones dadas, la lectura del



III. Si R comienza a disminuir en la espira de

es saliente. B=0,5 T

amperímetro es nula.

r

la derecha se induce corriente en sentido antihorario. A



R A) 0,2 mA

r



B) 0,25 mA C) 0,4 mA

A) FVF

D) 0,5 mA

B) FFF C) VFF

D) VVF E) VVV

E) 0,8 mA

27. Sobre un plano horizontal, una barra conduc-

29. Una espira conductora circunferencial de 40 cm

tora y lisa se lanza sobre unos rieles fijos y

de radio se traslada con rapidez constante de

también conductores. Indique verdadero (V) o

10 m/s debido a la acción de la fuerza F . Si la

falso (F) según corresponda.

espira presenta una resistencia eléctrica de

I. La iluminación del foco se atenúa conforme

2 kΩ, determine el mayor módulo de F . Des-







precie efectos gravitatorios.

transcurre el tiempo.

II. La barra desacelera conforme transcurre el tiempo.



B=0,5 T

v

III. El módulo de la aceleración de la barra disminuye con el tiempo.

F

B

...

O A) 0,8 mN



B) 0,6 mN C) 1,6 mN

D) 3,2 mN E) 2,4 mN 8

Física 30. Se muestra el perfil de una espira conductora

C) Desarrolla un MCU con 0,4 rad/s y un radio de giro de 20 cm.

rectangular que total uniformemente alrededor

D) Desarrolla un MCU con 0,2 rad/s y radio de

de un eje perpendicular al plano del papel. Indi-

giro de 20 cm.

que verdadero (V) o falso (F) según corresponda.

I. El flujo magnético aumenta hasta el instante



II. Para el observador la corriente inducida es

E) La imagen no se traslada.

que la espira se coloca en forma vertical.

32. Se muestra una superficie esférica, cuya parte interna es altamente reflectora y la trayectoria

de sentido horario en todo instante.

seguida por un rayo de luz. Determine a.

III. La fem inducida en la espira es constante. eje

ω B α

Observador

A) VVV

B) FFV C) FFF

D) VFF E) VVF



Óptica geométrica I

A) 18º

31. Un objeto puntual se ubica en el origen de un sistema de coordenadas. Frente a él y dispuesto en forma vertical se encuentra un espejo

B) 22,5º C) 36º

D) 54º E) 72º

33. El segmento ab que se muestra es de longitud  y se encuentra frente a un espejo plano

plano. Si el espejo comienza a rotar uniforme-

dispuesto en forma vertical. Un observador se

mente con 0,2 rad/s alrededor de P, indique la

encuentra ubicado en P y desea ver la imagen

alternativa correcta relación a la imagen del

completa del segmento. Determine el tamaño

objeto.

necesario del espejo para lograr este fin. Y(cm)

 X(cm)

10 O

a

P

b

180 cm A) Desarrolla un MCU con 0,2 rad/s y un radio

P



de giro de 10 cm. B) Desarrolla un MCU con 0,4 rad/s y un radio de giro de 10 cm.

A) 90 cm

B) 80 cm C) 60 cm

D) 45 cm E) 30 cm 9

Física 34. Un espejo cóncavo tiene un radio de curvatura

37. El gráfico nos muestra un objeto y su imagen.

de 80 cm. Sea d la distancia de un objeto hacia

Indique, ¿cuál es la distancia focal del espejo

el espejo. Para que valores de d se logra una

utilizado?

imagen más grande que el objeto.

80 cm

A) d > 80 cm

h objeto

B) 40 cm < d < 80 cm

Eje óptico principal

C) 0 < d < 40 cm y d > 80 cm D) 0 < d < 80 cm

3h imagen

E) 0 < d < 40 cm



35. Se muestra la trayectoria seguida por un rayo

A) – 30 cm

luminoso antes y después de incidir en un es-

D) +90 cm E) – 60 cm

pejo esférico de 40 cm de radio curvatura. Determine x.

B) +30 cm C) +60 cm

38. La imagen de un objeto, que se encuentra frente a un espejo esférico, presenta un aumento de +0,25. Si la separación entre la imagen y el objeto es 60 cm, determine la distancia focal del espejo.

eje óptico principal

A) +8 cm

B) –16 cm C) +16 cm

D) –8 cm E) –24 cm 60 cm

39. El gráfico nos muestra un espejo convexo y 2 rayo de luz paralelos que inciden en él y se re-

x

A) 60 cm

flejan. ¿Cuál será el aumento lineal de la imagen de un objeto ubicado a 40 cm del espejo?

B) 45 cm C) 30 cm

D) 20 cm E) 15 cm

36. El objeto que se muestra se encuentra frente a un espejo cóncavo. ¿Qué alternativa representa

C

mejor la imagen virtual de dicho objeto.

...

A) 

Eje óptico principal

10 cm



8º

B)  C)  D)  E) 

C

F

A) +0,64

B) – 0,64 C) +0,46

D) +0,82 E) – 0,46 10

Física 40. Un objeto se encuentra frente a un espejo de

A) q > 15º

manera que su imagen presenta un aumen-

B) q > 45º

to lineal de – 1. Luego al desplazar el objeto

C) q > 30º

60 cm, paralelo al eje óptico principal, el au-

D) 15º