SELEKTIBITATEKO ARIKETAK: EREMU ELEKTRIKOA

Transcript

1 SELEKTIBITATEKO ARIKETAK: EREMU ELEKTRIKOA 1. (2015/2016) 20 cm-ko tarteak bereizten ditu bi karga puntual q 1 eta q 2. Bi kargek sortzen duten eremu elektrikoa q 1 kargatik 5 cm-ra dagoen A puntuan deuseztatu egiten da, irudian ikusten den bezala. Bi kargen baturaren emaitza 11 nc da. a. q 1 eta q 2 kargak zeinu berekoak dira? Arrazoitu zure erantzuna. Kalkulatu haien balioa. b. Kalkulatu potentzial elektrikoa A eta B puntuetan, bi kargen arteko erdiko puntua izanik. c. A puntuan m = 0,1 g eta q = 20 μc karga dituen partikula bat uzten badu, 10 m/s abiadurarekin B-ren norabide eta noranzkoarekin doana, zein izango da haren abiadura B-ra iristean? eta Bi kargak zeinu berekoak dira, bestela eremu elektrikoa ezin da deuseztatu (Azaldu hau marrazki batekin) Hemendik aurrera eta enuntziatuak zehazten ez duenez, kargak positiboak direla suposatuko dugu. 4. Gaia: Selektibitateko ariketak 1 IES Zizur BHI

2 2. (2014/2015) Bi karga negatibo, q 1 eta q 2, zeinen balioa -2μC baita, koordenatu-sistema bateko (0,2) eta (0,-2) puntuetan kokatu dira. Gainera q 3 karga bat jarriko dugu (2,0) puntuan. Kalkulatu: a. Zein da q 3 karga (balioa eta zeinua), zeinarentzat q 1, q 2 eta q 3 kargek A(-2,0) puntuan sortutako eremu elektrikoa nulua baita? b. Zein da potentziala A puntuan? c. Karga bat q = 2 nc koordenatuen jatorri-puntuan jarri dugu. Norantz higituko da? Zer lan egin du eremuak jatorritik 2 m higitu denean?. Puntuen koordenatuak metrotan daude emanda. a) b) c) 3. (2012/2013) Hiru karga q 1, q 2 eta q 3 jarri ditugu A(0,0), B(2,0) eta C(2,4) puntuetan, hurrenez hurren. Puntuen koordenatuak metrotan daude. Jakin badakigu q 1 kararen balioa q 1 = 2µC dela, eta q 2 karga negatiboa dela. d. Kalkulatu q 2 eta q 3, eremu elektrikoa D(0,4) puntuan nulua izateko. e. Zein litzateke D puntuan dagoen q = 3 µc karga baten energia potentzial elektrikoa? a) D puntuan eremua nulua da, beraz, bai x ardatzean, bai y ardatzean eremuak deuseztatuko dira: Y ARDATZEAN: X ARDATZEAN: b) v 4. Gaia: Selektibitateko ariketak 2 IES Zizur BHI

3 4. (2012/2013) -4 µc-ko bi karga elektriko q 1 eta q 2 (-3,0) eta (3,0) puntuetan daude. Koordenatu hauek metrotan daude. m = 1 g masa daukan q = 2 µc karga bat A(0,6) puntuan jarri dugu, m/s abiadurarekin. Kalkulatu: f. Kargak hasierako unean esperimentatzen duen indarra. (0,75 puntu) g. Potentziala A puntuan. (0,5 puntu) h. A puntuaren eta B puntuaren arteko (V A V B) potentzial-diferentzia, zeinean q kargak abiadura nulua baitauka. (0,75 puntu) i. B puntutik q1 kargara dagoen distantzia. (0,5 puntu) a) X ardatzean indarrak deuseztatzen dira, beraz indar erresultantea, marrazkian ikus daiteken bezala y ardatzean egongo da : eta b) c) d) V A -V B eta V A ezagutzen dugunez, V B kalkulatu dezakegu: Eta GOGORATU! Kargen mugimendua potentzial elektrikoaren arabera: Karga positiboak V handiago duten zonaldetik V txikiagoa duten zonaldeetara mugitzen dira. Karga negatiboak potentzial txikienetik handiagoetara. Baina ariketa honetan abiadura batekin askatu da karga (gorantz abiatu da), beraz eremu elektrikoaren ondorioz balaztatuko da. 4. Gaia: Selektibitateko ariketak 3 IES Zizur BHI

4 5. (2011/2012) 20 g-ko bi partikula puntu berean dauden 30 cm-ko bi haritik zintzilik daude. Bi partikulei karga bera ezartzen bazaie, partikulak bereizi egiten dira beren artetik, eta hariek 60º-ko angelua osatzen dute. j. Marraztu partikulen gain eragiten duten indarren diagrama bat. k. Kalkulatu partikula bakoitzaren kargaren balioa. l. Kalkulatu potentziala bi kargak lotzen dituen zuzenaren erdiko puntuan. b) } (Kargak positiboak ala negatiboak izan daitezke, baina zeinu berekoak) c) 6. (2011/2012) Bi karga elektriko X ardatzaren gainean kokatuta daude. Karga positibo bat,, q 1, 2 μc balio duena, (-1,0) puntuan kokatua dago, eta beste bat, q 2, (1,0) puntuan. Koordenatuak metrotan emanda daude. Aurkitu q 2-ren balioa ondoko bi kasu hauetan: m. Eremu elektrikoa (0,2) puntuan Y ardatzean dago. Kalkulatu eremuaren balioa. n. Potentzial elektrikoa (-2,0) puntuan nulua da. a) Eremu erresultantea y ardatzean egoteko b) V 1 + V 2 4. Gaia: Selektibitateko ariketak 4 IES Zizur BHI

5 7. (2010/2011) Bi karga puntual positibo eta berdin, balioa 10-3 µc dutenak, XY planoan daude (0,10) eta (0,-10) puntuetan, non koordenatuak zentimetrotan adierazita baitaude. (-50,0) puntuan (cm-tan), hirugarren partikula puntual bat jartzen da, 10-3 µc karga eta masa 1 g dituena. Kalkulatu: o. Lehen bi kargek hirugarrenaren kokagunean sortzen duten eremu eta potentzial elektrikoa. (1,5 puntu) p. Hirugarren kargaren abiadura minimoa, koordenatuen jatorrira iritsi ahal izateko. (1,5 puntu) 4. Gaia: Selektibitateko ariketak 5 IES Zizur BHI

6 8. (2009/2010) Koordenatuak metrotan adierazita dauzkaten A (4,0) eta B (0,4) puntuetan, bata +3 C-koa eta bestea -1 Ckoa diren bi karga daude. q. Eremu elektrikoa koordenatuen jatorrian. (puntu 1) r. Potentziala koordenatuen jatorrian eta C (3,3) puntuan (0,75 puntu) s. Indar elektrikoek egiten duten lana, 2 C-ko karga bat mugitzen denean jatorritik C punturaino. (0,75 puntu) DATUAK: q A= C q B=10-6 C a) } b) c) q = jatorritik C(3,3)punturaino W = q (V 2 V 1 ) ( ) 9. (2009/2010) Bi karga elektriko positibo, q 1 eta q 2, 2 m-ko distantzia batek bereizten ditu. Bien artean badago A puntu bat, q 1-etik 60 cm-ra, non eremu elektrikoa nulua baita. Jakinik q 1=6 C dela, t. Kalkulatu q 2-ren balioa (puntu 1) u. Uzten badugu karga bat q = 1 C eta m = 10-6 kg atseden egoeran q 1 eta q 2-ren arteko erdiko puntuan, iritsiko al da A puntura? Arrazoitu erantzuna (0,75 puntu) v. Iristen baldin bada, zein abiaduratan iritsiko da? (0,75 puntu) a) 4. Gaia: Selektibitateko ariketak 6 IES Zizur BHI

7 10. (2008/2009) Hiru partikula kargatu, q 1 = 3 C, q 2 = 3 C eta q 3, azken hau balio ezezagunekoa, kokaturik daude P 1: (1,0), P 2: (-1,0) eta P 3: (0,2) puntuetan, XY planoan, non koordenatu guztiak metroetan adierazita baitaude. w. Zein balio izan behar du q 3 kargak, (0,1) puntuan kokaturiko karga batek inolako indarrik izan ez dezan? Banaketaren eta indarren marrazki bat egin. x. Atera zaizun q 3-ren balioarekin, zenbat balio du (0,1) puntuan ateratzen den potentzial elektrikoak? 11. (2007/2008) 20 cm-ko distantzian dauden 5 C-ko q 1 kargaren eta 3 C-ko q 2 kargaren artean, elkarren arteko erdiko puntuan, 1 C-ko q froga-karga ipintzen da. y. Aurkitu q froga-kargaren gainean eragiten duen indarraren magnitudea, norabidea eta noranzkoa. z. Karga aske eta pausagunean uzten bada lehen esandako posizioan, zer lan egin du eremuak 2 cm ibili dituenean? Marraztu kargaren ibilbidea. 4. Gaia: Selektibitateko ariketak 7 IES Zizur BHI

8 12. (2006/2007) Espazio eskualde batean N/C eremu elektriko uniformea dago. Protoi bat eskualde horretan sartzen da m/s-ko abiaduran. Kalkulatu: a) Bere posizioa eskualde horretan sartu eta 1µs geroago. b) Bere abiadura denbora une horretan. Datuak: Protoiaren karga: e = 1, C Protoiaren masa: m p = 1, kg 13. partikula pasagunean hasieran N/C-ko eremu elektriko uniforme batez azeleratzen dugu 5000 m/s-ko abiadura hartu arte. Kalkulatu: a. Ibilbideko mutur-muturreko puntuen arteko potentzial diferentzia. b. Partikulak egindako ibilbidea. Datuak: Partikularren karga: q = 3, C. Partikularen masa: m =6, kg 4. Gaia: Selektibitateko ariketak 8 IES Zizur BHI

9 14. Katodo-izpien hodi bateko desbiderapen sistema bertikalak bi plaka paralelo dauzka. Plaka horiek zentimetro batek bereizten ditu, eta elektrikoki kargatzen dira balio bereko baina zeinu ezberdineko karga elektrikoekin. Eta 1000 V/m-ko eremu bertikala eta gorantzakoa sortzen da (ikusi irudia). Elektroi bat bi plaken artean sartzen da bietatik distantzia berdinera dagoen puntuan. Eremuarekin perpendikularra den abiaduran. Abiaduraren balioa: m/s-koa da eta elektroiak plaken artean egiten duen luzera horizontaleko bidea 3 cm-koa da. Kalkulatu: a. Elektroiak jasaten duen desbideratze bertikala. Plaketatik ateratzen denean. b. Desbideratu den angelua c. Zein puntutan izanen duen intzidentzia plaken muturretik 20 cm-ra dagoen pantaila bertikalean. Datuak: elektroiaren karga: e = 1, C; elektroiaren masa: m e = 9, kg (Ez kontuan hartu grabitatearen elkarreragina) v m s F e E 1000 V m - Grabitatearen eragina ez da kontuan hartzen, beraz indar elektrikoa dugu soilik y ardatzean, beherantz zuzenduta. - honek azelerazioa sortzen du y ardatzean; x ardatzean indarrik ez dagoenez abiadura konstante mantentzen da. - Horrela higidura paraboliko bat izango dugu, plaken artean dagoen bitartean eta hortik ateratzen denean higidura zuzena izango du, v konstantez. a) Elektroiaren desbideratze bertikala: F e E q a y ardatzean: m a m a a m s x ardatzean ez dago indarrik, beraz, a = 0 eta v = kte. x v x t t t s y v t at y y m mm b) Desbideratze-angelua: v y v at v y m s c) x v x t t t 8 s y y y v y t y m 4. Gaia: Selektibitateko ariketak 9 IES Zizur BHI

10 15. Dipolo elektriko bat bi karga hauek osatzen dute: Q = +1 C eta Q = -1 C. Karga horiek P(-2,0) eta P (2,0) puntuetan daude kokatuta, hurrenez hurren (puntuen koordenatuak m-tan emanda daude). Kalkulatu: a. Y ardatzaren edozein puntutako eremu elektrikoa. b. Y ardatzaten edozein puntutako potentzial elektrikoa. c. Marraz itzazu eremu elektrikoaren indar-lerroak. Datuak: Coulomb-en konstantea K c = N m 2 C a) Garrantzitsua: aurkitu behar dugu y ardatzaren edozein puntutan. y ardatzean zehar aldatuz doa, r distantzia ezberdina baita puntu bakoitzean. Beraz, ez du izango balio bat, funtzio bat izango da. Hasteko, kalkulatuko r distantzia eta α angeluaren kosinua. Marrazkia ikusita ondoko erlazioak zehaztu ditzakegu: Bektoreen batuketaren ebazpena grafikoki egin dezakegu (ikusi marrazkia), non ( ) b) Potentzialarekin berdin egin behar dugu, baina kontuan hartu magnitude eskalarrak direla. Errezago! c) Indar-lerroak y ardatzeko edozein puntutan V = 0 4. Gaia: Selektibitateko ariketak 10 IES Zizur BHI

11 16. Q = 3 C balio duten hiru karga elektriko puntual 20 cm-ko aldea duen karratu bate hiru erpinetan daude. Kalkula itzazu hiru karga hauek sortzen dituzten eremu elektrikoa eta potentzial elektrikoa ondoren esaten diren tokietan: a. Karratuaren zentroan (A puntua) b. Kargarik gabeko erpinean (B puntua) c. Kalkulatu indar elektrikoak egiten duen lana Q = 1 C den karga bat A-tik B-ra doanean. Datuak: Coulomb-en konstantea K c = N m 2 C a) Zentrorainoko distantzia berdina da karga guztientzat eta kargak berdinak direnez: Beste aldetik eta noranzko aurkakoak direnez deuseztatzen dira eta Potentzial elektrikoa magnitude eskalarra da, beraz Kargak eta direnez v b) } c) 4. Gaia: Selektibitateko ariketak 11 IES Zizur BHI

12 17. Bi karga elektriko puntual Q 1 = C eta Q 2 = C hutsean daude, eta elkarren arteko distantzia 50 cm-koa da. Kalkulatu: a. Bi kargetatik pasatzen den zuzenaren P puntua, non potentzial elektrikoa nulua baita. b. Eremu elektrikoaren intentsitate bektorea ( modulua, norabidea eta noranzkoa) P puntuan. Datuak: Coulomb-en konstantea K c = N m 2 C 4. Gaia: Selektibitateko ariketak 12 IES Zizur BHI