Nom: DNI: Grup: 5. El factor de potencia es igual al cociente entre la resistencia y la impedancia del circuito

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220014 13/01/17 Test de Teoria SEGUNDO PARCIAL. Grupo: todos Valoraci ´on: 20 % del examen. C ´odigo: 33-3519

Nom: DNI: Grup:

Escribe las respuestas en el recuadro correspondiente (’1’ cierto, ’2’ falso, ’0’ (cero) no contestada, los fallos penalizan.). Apunta en una hoja tus respuestas y el c ´odigo del examen, y autocorrige la prueba en:http://aransa.upc.es/correccion.html Con referencia a los campos magn ´eticos estacionarios, indique si las siguientes afirmaciones son ciertas o falsas

1. Es un campo de divergencia nula (solenoidal). 2. Es un campo conservativo.

3. Representa la fuerza magn ´etica por unidad de carga que recibe una part´ıcula cargada que se mueve en su seno. 4. Se puede obtener como el rotacional del potencial vectorA~

En un circuito RCL serie circula una corriente alterna en r ´egimen estacionario. Indique si las siguientes afirmaciones son ciertas o falsas

5. El factor de potencia es igual al cociente entre la resistencia y la impedancia del circuito 6. La intensidad i la diferencia de potencial entre los bornes de la resistencia est ´an en fase 7. Si est ´a en resonancia la reactancia inductivaχLes igual a la resistencia.

8. En resonancia la diferencia de potencial entre los bornes de la autoinducci ´on est ´a en fase con la intensidad. Indique si las siguientes afirmaciones son ciertas o falsas

9. Un campo magn ´etico estacionarioNOpuede inducir en ning ´un caso un campo el ´ectrico.

10.La densidad de corriente de desplazamiento se relaciona con el campo magn ´etico a trav ´es de una ley an ´aloga a la ley de Ohm:J~D=σ ~B.

11.Una part´ıcula cargada que se mueve con velocidad paralela a la direcci ´on de las l´ıneas de un campo magn ´etico no recibe fuerza neta.

12. El momento dipolar magn ´etico representa el momento del par de fuerzas asociado a la fuerza de Lorentz 13. Un campo el ´ectrico variable en el tiempo es capaz de inducir un campo magn ´etico incluso en el vac´ıo. 14. En el Sistema Internacional el momento dipolar magn ´etico se mide en A/m2.

Indique si las siguientes afirmaciones sobre el vector de Poynting son ciertas o falsas. 15. Representa la potencia electromotriz inducida.

16. Siempre es perpendicular al campo magn ´etico en cada punto. 17. Representa la energ´ıa electromagn ´etica por unidad de volumen. 18. Siempre es paralelo al campo el ´ectrico en cada punto.

Indique si las siguientes afirmaciones son ciertas o falsas.

19. Las ondas electromagn ´eticas se propagan en el vac´ıo con velocidadv= √ε0µ01 20. Un dipolo magn ´etico en un campo magn ´etico uniforme no recibe fuerza neta

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21. En el selector de velocidades, dos part´ıculas con diferente masa nunca pueden salir con igual velocidad 22. La densidad de corriente de desplazamiento es proporcional a la concentraci ´on de portadores

23. Dos hilos rectos paralelos recorridos por corrientes en el mismo sentido se ejercen una fuerza atractiva.

24.El par de fuerzas que recibe un dipolo magn ´etico, en el seno de un campo magn ´etico uniforme, es m ´aximo cuando su momento dipolar est ´a alineado con el campo

25.Una part´ıcula cargada que se mueve con velocidad perpendicular a la direcci ´on de las l´ıneas de un campo magn ´etico no recibe fuerza neta.

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220014 13/01/17 Test de Teoria EXAMEN GLOBAL. Grupo: todos

Valoraci ´on: 20 % del examen. C ´odigo: 71-4061

Nom: DNI: Grup:

Escribe las respuestas en el recuadro correspondiente (’1’ cierto, ’2’ falso, ’0’ (cero) no contestada, los fallos penalizan.). Apunta en una hoja tus respuestas y el c ´odigo del examen, y autocorrige la prueba en:http://aransa.upc.es/correccion.html Indique si las siguientes afirmaciones son ciertas o falsas

1. Si conocemos el valor deE~ s ´olo en un punto, podemos determinar el valor del potencialV en dicho punto. 2. Si el flujo del campo electrost ´atico a trav ´es de una superficie cerrada es nulo, el campo es nulo en todos los

puntos del volumen encerrado por la superficie.

3. Si el potencialV es nulo en un punto, el campoE~ ha de ser nulo en dicho punto.

4. En un condensador cargado el campo el ´ectrico en el interior es uniforme, independientemente de la geometr´ıa de condensador.

5. En un condensador cargado todas las l´ıneas de campo el ´ectrico que parten de una de las armaduras acaban en la otra.

6. La energ´ıa potencial de un dipolo el ´ectrico r´ıgido es m´ınima cuando su momento dipolar y el campo el ´ectrico forman un ´angulo de π

2 rad.

7. En un diel ´ectrico lineal, is ´otropo y homog ´eneo su rigidez el ´ectrica (campo de ruptura) es igual a su permitividad relativa.

8. Tenemos un condensador plano vac´ıo de capacidadC0, cargado con cargaQ0y aislado. Si separamos las placas a una distancia doble de las que ten´ıa inicialmente, la energ´ıa electrost ´atica que almacena no cambia.

9. En un conductor cargado que est ´a en equilibrio electrost ´atico, el campo el ´ectrico en los puntos de su interior es nulo.

10. La divergencia del campo electrost ´atico,∇ ·~ E, en un punto da el valor de la densidad de energ´ıa electrost ´atica~ en ´el.

11.En un conductor cargado que est ´a en equilibrio electrost ´atico, el potencial electrost ´atico en los puntos de su interior es mayor que en la superficie.

12. Las l´ıneas del campo el ´ectrico siempre son perpendiculares a las superficies equipotenciales.

Con referencia a los campos magn ´eticos estacionarios, indique si las siguientes afirmaciones son ciertas o falsas 13. Es un campo conservativo.

14. Es un campo de divergencia nula (solenoidal).

15. Se puede obtener como el rotacional del potencial vectorA~

En un circuito RCL serie circula una corriente alterna en r ´egimen estacionario. Indique si las siguientes aformaciones son ciertas o falsas

16. Si est ´a en resonancia la reactancia inductivaχLes igual a la resistencia.

17. En resonancia la diferencia de potencial entre los bornes de la autoinducci ´on est ´a en fase con la intensidad. Indique si las siguientes afirmaciones son ciertas o falsas

18. Un campo magn ´etico estacionarioNOpuede inducir en ning ´un caso un campo el ´ectrico.

19. Un campo el ´ectrico variable en el tiempo es capaz de inducir un campo magn ´etico incluso en el vac´ıo. 20. En el Sistema Internacional el momento dipolar magn ´etico se mide en A/m2

.

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22.Una part´ıcula cargada que se mueve con velocidad paralela a la direcci ´on de las l´ıneas de un campo magn ´etico no recibe fuerza neta.

23. La velocidad de las ondas electromagn ´eticas en el vac´ıo esc=

1 √ε0µ0

24.La densidad de corriente de desplazamiento se relaciona con el campo magn ´etico a trav ´es de una ley an ´aloga a la ley de Ohm:JD~ =σ ~B.

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220014 13/01/17 Test Problemas SEGUNDO PARCIAL (50 %) Grupo: todos F´ısica III GRETA/GREVA C ´odigo: 55-4317

Nom: DNI: Grup:

Escribe el n ´umero de la opci ´on elegida en el recuadro correspondiente o ’0’ (cero) para no contestar (los fallos penalizan). Apunta en una hoja tus respuestas y el c ´odigo del examen, y autocorrige la prueba en:http://aransa.upc.es/correccion.html

Una corriente recorre un cilindro muy largo (idealmente infinito) de radio a = 3 m en la direcci ´on de su eje. La corriente est ´a distribuida seg ´un una funci ´on de distribuci ´on J = k(a2

−r 2

)conk = 1 A/m4

. ¿Cu ´al de los siguientes valores corresponde a la distancia al eje en el que el valor del campo magn ´etico que crea es m ´aximo? (µ0

4π = 10

−7en unidades del SI)

(1) 4.08 m (2) 3.27 m (3) 2.45 m (4) 1.63 m (5) 0.82 m

Por el hilo vertical de la figura y por el horizontalAB circulan sendas corrien-tes de 1000 A de intensidad. El hilo horizontal AB puede rotar libremente alrededor del puntoAen un plano vertical, tiene una longitud de 1 m y ma-sa despreciable. ¿A qu ´e distancia del puntoA hemos de colocar una masa puntual de 0.1 kg sobre el hilo horizontal para que ´este est ´e en equilibrio? (µ0

4π = 10− 7

yg= 9,81en unidades del SI) (1) 0.204 m (2) 0.102 m (3) 0.068 m (4) 0.051 m (5) 0.041 m A I’ B I

Un anillo de radio0,1 m y carga6mC gira sobre un eje perpendicular que pasa por su centro y completa una vuelta en 1 ms. El anillo est ´a en en una regi ´on del espacio donde hay un campo magn ´etico uniforme de 2 T perpendicular a su eje de rotaci ´on. ¿Cu ´al de los siguientes valores corresponde al momento del par de fuerzas que recibe el anillo?(µ0

4π = 10

−7en unidades del SI)

(1) 188.5 mN·m (2) 251.3 mN·m (3) 314.2 mN·m (4) 377.0 mN·m (5) 439.8 mN·m

Indique cu ´al de los siguientes valores es el del coeficiente de inducci ´on mutua entre un solenoide muy largo (idealmente infinito) de radioa= 0,5m y1000vueltas por metro y un solenoide enrollado sobre una esfera del mismo radio que la anterior, coaxial con la misma y con la misma densidad de vueltas por unidad longitud a lo largo de su di ´ametro(µ0

4π = 10

−7en unidades del SI)

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220014 13/01/17 Test Problemas GLOBAL (50 %) Grupo: todos

F´ısica III GRETA/GREVA C ´odigo: 68-4573

Nom: DNI: Grup:

Escribe el n ´umero de la opci ´on elegida en el recuadro correspondiente o ’0’ (cero) para no contestar (los fallos penalizan). Apunta en una hoja tus respuestas y el c ´odigo del examen, y autocorrige la prueba en:http://aransa.upc.es/correccion.html

¿Cu ´al de los siguientes valores corresponde al valor del potencial electrost ´atico en el centro de un disco unifor-memente cargado con carga totalQy radioa? Considere que a= 3m; 1

4πε0 = 9×10

9

en unidades del S.I.;

Q= 1µC

(1) 6.0 kV (2) 3.6 kV (3) 3.0 kV (4) 2.0 kV (5) 1.0 kV

El condensador de la figura tiene las placas paralelas al plano horizontal.La superior est ´a fija, mientras que la inferior est ´a libre y apoyada en el plano a trazos. ¿ Para qu ´e diferencia de potencial la placa inferior se levantar ´a del plano ? Considere que la separaci ´on entre placas esd= 10−3m; la secci ´on

de las armaduras esS= 1m2

; la masa de la armadura inferior esm= 0,3kg;

1

4πε0 = 9×10

9

yg= 9,81en unidades del S.I.; (1) 471 V (2) 666 V (3) 816 V (4) 942 V (5) 1.33 kV +V

Una corriente recorre un cilindro muy largo (idealmente infinito) de radioa= 5m en la direcci ´on de su eje. La corriente est ´a distribuida seg ´un una funci ´on de distribuci ´onJ = (a2

−r2)en unidades del Sistema Internacional.

¿Cu ´al de los siguientes valores corresponde a la distancia al eje en el que el valor del campo magn ´etico que crea es m ´aximo?(µ0

4π = 10− 7

en unidades del SI)

(1) 4.08 m (2) 3.27 m (3) 2.45 m (4) 1.63 m (5) 0.82 m

Por el hilo vertical de la figura y por el horizontalAB circulan sendas corrien-tes de 1000 A de intensidad. El hilo horizontal AB puede rotar libremente alrededor del punto A, tiene una longitud de 1 m y masa despreciable. ¿A qu ´e distancia del puntoAhemos de colocar una masa puntual de 0.3 kg so-bre el hilo horizontal para que ´este est ´e en equilibrio?(µ0

4π = 10

−7yg = 9,81

en unidades del SI) (1) 0.204 m (2) 0.102 m (3) 0.068 m (4) 0.051 m (5) 0.041 m A I’ B I

Indique cu ´al de los siguientes valores es el del coeficiente de inducci ´on mutua entre un solenoide muy largo (idealmente infinito) de radioa= 0,5m y1000vueltas por metro y un solenoide enrollado sobre una esfera del mismo radio que la anterior, coaxial con la misma y con la misma densidad de vueltas por unidad longitud a lo largo de su di ´ametro(µ0

4π = 10

−7en unidades del SI)

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Examen Final de F´ısica III

curs 15/16 (1Q)

29/06/16

Enginyeria Aeroespacial

Dept. de F´ısica i Enginyeria Nuclear – ETSEIAT Universitat Polit`ecnica de Catalunya

PROBLEMES A DESENVOLUPAR 75 % DE LA NOTA DE LA PROVA

COGNOMS NOM

DNI

1. Tenemos dos capas esf´ericas conductoras conc´entricas, de espesor despreciable y de radios a y 2a respectivamente. Ambas capas est´an conectadas a tierra. Entre las dos esferas se introduce una densidad vol´umica de cargaρdada por

ρ(r) =ρ0

r a

donderes la distancia al centro de ambas esferas. Con esta informaci´on, calcular:

(a) (1 punto) La carga total del sistema (La carga de las dos capas esf´ericas y la distribuci´on vol´umica sumadas). SiQ1 es la carga total de la capa de radioayQ2la de la capa de radio 2a, determine

(b) (2 puntos) Indique c´omo se han de distribuir las cargasQ1yQ2

(c) (3 puntos) La cargaQ1.

(d) (2 puntos) La cargaQ2

(e) (2 puntos) La expresi´on del potencial el´ectrico en funci´on der, paraa≤r≤2a(la regi´on entre las capas esf´ericas).

2. Como se muestra en la figura siguiente, un hilo recto infinito por el que pasa la corriente constante I y una espira cuadrada de ladoay resistencia Rse encuentran en el mismo plano y paralelos entre si. La espira se desplaza perpen-dicularmente al hilo alej´andose de ´el a la velocidad constantev. Para el instante en que el lado de la espira m´as cercano al hilo se encuentra a la distanciaxde ´este, responder:

x

I

a

a

v

(a) (3 puntos) ¿Cu´anto vale el flujo del campo magn´etico del hilo que atraviesa la espira?

(b) (3 puntos) ¿Cu´anto vale la intensidad de corriente que circula por la espira? Justifica por qu´e la intensidad va en un sentido y no en el otro.

(c) (2 puntos) ¿Cu´anto vale la potencia mec´anica que se necesita aplicar a la espira para mantener su velocidad v constante?

(d) (1 punto) Hacer un balance energ´etico del proceso: comprobar la conservaci´on de la energ´ıa.

(e) (1 punto) Si la espira empieza a desplazarse desde la distanciax=x0y se aleja hasta el infinito, sin hacer ninguna

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