Exámenes de Física UPC 2022
Los 5 exámenes de Física de la UPC (Grado en Ingeniería Informática) de 2022 (Juny y Examen final de reavaluació - Juliol 2022), con 71 problemas resueltos. Entran temas como Cargas puntuales: fuerza, campo, potencial y energía y Ley de Gauss, conductores y distribuciones con simetría esférica. Practícalos con corrección al momento, pistas en cada apartado y la solución paso a paso.
Juny (2022)
Temas del examen: Cargas puntuales: fuerza, campo, potencial y energía · Ley de Gauss, conductores y distribuciones con simetría esférica · Condensadores, dieléctricos y redes de condensadores · Circuitos de corriente continua y transitorios RC/RL · Campo magnético y fuerza magnética · Inducción electromagnética: espiras en movimiento
- Pregunta 1 · Cargas puntuales: fuerza, campo, potencial y energía
Se tienen dos cargas puntuales q1 y q2, cumpliéndose que q2 = 2q1. Definimos F_12 como la fuerza ejercida por q1 sobre q2, y F_21 como la fuerza que q2 ejerce sobre q1. ¿Cuál de las siguientes… - Pregunta 2 · Cargas puntuales: fuerza, campo, potencial y energía
Tres cargas puntuales de valores q, q y -q se ubican respectivamente en los vértices de un triángulo equilátero de lado a. La energía electrostática total de configuración de este conjunto es: - Pregunta 3 · Ley de Gauss, conductores y distribuciones con simetría esférica
Imaginemos una superficie gaussiana en forma de cubo de arista L con una carga puntual 6q centrada exactamente en su interior. Sean E la magnitud del campo eléctrico en el centro de cada cara y S el… - Pregunta 4 · Cargas puntuales: fuerza, campo, potencial y energía
Dos cargas puntuales q1 = -2 nC en (0,0) m y q2 = 2 nC en (4,0) m delimitan tres regiones sobre el eje x. Determinar en cuál de ellas se anula el campo eléctrico. - Pregunta 5 · Cargas puntuales: fuerza, campo, potencial y energía
Tres cargas idénticas se unen con tres hilos formando un triángulo equilátero. Hallar la relación de equilibrio entre la tensión T de cada hilo y la fuerza repulsiva F debida a cada una de las otras… - Pregunta 6 · Ley de Gauss, conductores y distribuciones con simetría esférica
Un conductor esférico con carga neta de 4 nC tiene una cavidad que aloja una carga puntual de 3 nC. Determinar la carga acumulada en la pared interior de la cavidad en equilibrio electrostático. - Pregunta 7 · Inducción electromagnética: espiras en movimiento
Por un conductor rectilíneo e indefinido circula una corriente en sentido -y. A la izquierda está la espira 1 fija y a la derecha la espira 2 fija. Si el hilo se mueve hacia -x, determinar los… - Pregunta 8 · Ley de Gauss, conductores y distribuciones con simetría esférica
Consideremos un conductor esférico de radio R en equilibrio electrostático con carga neta Q y potencial en la superficie V = kQ/R + V_0. Determinar el potencial electrostático en un punto interno a… - Pregunta 9 · Condensadores, dieléctricos y redes de condensadores
Dos condensadores C_1 y C_2 en serie se cargan con una fem V y luego se desconecta la fuente. Se introduce un dieléctrico con ε_r > 1 en C_1. Determinar qué sucede con las tensiones V_1 y V_2. - Pregunta 10 · Ley de Gauss, conductores y distribuciones con simetría esférica
Dos esferas conductoras aisladas con cargas +10 nC (a 90 V) y +20 nC (a 60 V) se conectan mediante un hilo conductor. Determinar qué combinación de cargas Q_1 y Q_2 es admisible en un estado… - Pregunta 11 · Campo magnético y fuerza magnética
Pregunta 11 sobre fuerza magnética neta ejercida sobre una espira cerrada cuadrada sumergida en un campo magnético uniforme B = B j^. - Pregunta 12 · Campo magnético y fuerza magnética
Determinar el vector campo magnético B a partir de la velocidad v = +v k^ de una partícula de carga negativa -q y la fuerza de Lorentz resultante F = -qvB i^. - Pregunta 13 · Campo magnético y fuerza magnética
Calcular la expresión del módulo del momento dipolar magnético de una espira plana rectangular de dimensiones a y b por la que circula una corriente estacionaria I. - Pregunta 14 · Inducción electromagnética: espiras en movimiento
Calcular el flujo magnético en t = 2 s sabiendo que la fem inducida es ε(t) = 2t y que en t = 0 el flujo inicial es de 4 Wb. - Pregunta 15 · Campo magnético y fuerza magnética
En una región con campo magnético uniforme saliendo del plano, tres partículas entran horizontalmente hacia la izquierda: la 1 se curva hacia abajo, la 2 sigue recta y la 3 se curva hacia arriba.… - Pregunta 16 · Circuitos de corriente continua y transitorios RC/RL
Conversión de carga de una batería de 162000 C a amperios-hora (Ah). - Pregunta 17 · Circuitos de corriente continua y transitorios RC/RL
Identificar qué ocurre con la potencia disipada en dos resistencias en paralelo con R1 < R2. - Pregunta 18 · Campo magnético y fuerza magnética
Comportamiento de la energía cinética de una partícula en las etapas de un ciclotrón. - Pregunta 19 · Circuitos de corriente continua y transitorios RC/RL
Relación para la diferencia de potencial entre bornes de una batería con fem y resistencia interna durante su proceso de carga. - Pregunta 20 · Condensadores, dieléctricos y redes de condensadores
Las placas de un condensador plano conectado a un generador de tensión constante V se aproximan de d a d/2. Hallar el trabajo realizado por las fuerzas externas. - Problema 1 · Ley de Gauss, conductores y distribuciones con simetría esférica
Esfera dieléctrica de radio R con carga uniforme Q. Puntos a 1 m y 3 m del centro con campos 9 N/C y 8 N/C respectivamente. Calcular la diferencia de potencial VA - VB. - Problema 2 · Condensadores, dieléctricos y redes de condensadores
Circuito con cuatro condensadores (C1=3 μF, C2=6 μF, C3=1 μF, C4=2 μF) y generador de 15 V. C1 y C2 se cargan en serie con la fuente, luego se desconecta la fuente y se conectan en paralelo con la… - Problema 3 · Campo magnético y fuerza magnética
Dos conductores perpendiculares infinitos con I=100 A pasan por (0, -0.04, 0) según +x y (0, 0.04, 0) según +z. Por P(0, 0, 0.03) pasa una partícula (q=1 μC, m=10^-8 kg, v=10^6 i m/s). Hallar B en P…
Examen final de reavaluació - Juliol 2022 (2022)
Temas del examen: Cargas puntuales: fuerza, campo, potencial y energía · Ley de Gauss, conductores y distribuciones con simetría esférica · Condensadores, dieléctricos y redes de condensadores · Circuitos de corriente continua y transitorios RC/RL · Campo magnético y fuerza magnética · Inducción electromagnética: espiras en movimiento
- Pregunta 1 · Cargas puntuales: fuerza, campo, potencial y energía
Dos cargas q1 y q2 con signos opuestos experimentan atracción de módulo F. Determinar la nueva fuerza F' si la separación se reduce a la mitad. - Pregunta 2 · Cargas puntuales: fuerza, campo, potencial y energía
Calcular la energía de configuración electrostática de tres cargas (-q, -q, +q) en los vértices de un triángulo equilátero de lado a. - Pregunta 3 · Ley de Gauss, conductores y distribuciones con simetría esférica
Determinar la relación entre los flujos eléctricos Φ1 y Φ2 a través de dos superficies cúbicas gaussianas S1 (arista L, carga interior q) y S2 (arista 2L, carga interior 2q). - Pregunta 4 · Cargas puntuales: fuerza, campo, potencial y energía
Se ubican dos cargas puntuales q1 = -2 nC en (0,0) m y q2 = -3 nC en (4,0) m. Determinar en cuál región del eje x (A, B o C) puede anularse el campo electrostático. - Pregunta 5 · Cargas puntuales: fuerza, campo, potencial y energía
Cuatro cargas idénticas unidas por cuatro hilos forman un cuadrado de lado L. Con F como fuerza repulsiva entre cargas contiguas, determinar la relación entre la tensión T de los hilos y F. - Pregunta 6 · Ley de Gauss, conductores y distribuciones con simetría esférica
Una corteza esférica conductora con carga neta de +4 nC tiene en su cavidad dos cargas de +2 nC y -2 nC. Hallar la carga acumulada en su superficie exterior en equilibrio electrostático. - Pregunta 7 · Inducción electromagnética: espiras en movimiento
Existe una región con campo magnético uniforme B = B k. Una espira triangular se desplaza saliendo de dicha zona con velocidad v = v i. Determina el sentido de la corriente inducida. - Pregunta 8 · Ley de Gauss, conductores y distribuciones con simetría esférica
Dos conductores esféricos con cargas iniciales de +10 nC y +30 nC y potenciales de 60 V y 90 V se conectan mediante un hilo conductor fino. Determina cuál de los estados de carga dados es posible en… - Pregunta 9 · Condensadores, dieléctricos y redes de condensadores
Dos condensadores C1 y C2 están conectados en paralelo y cargados. Tras desconectar el generador se inserta un dieléctrico en C1. Determina cómo varían las tensiones V1 y V2. - Pregunta 10 · Ley de Gauss, conductores y distribuciones con simetría esférica
En una zona con simetría esférica el campo eléctrico radial es E = 2r para 0 < r < 4 m. Si el potencial a r = 2 m es 2 V, calcula el potencial en el origen (r = 0). - Pregunta 11 · Campo magnético y fuerza magnética
En el plano xy se ubica una espira cuadrada de lado L con corriente I. Si el campo magnético es uniforme y vale B = B k, calcula la fuerza magnética total sobre la espira. - Pregunta 12 · Campo magnético y fuerza magnética
Una partícula con carga negativa de magnitud q viaja con velocidad v = +v i. Bajo la acción de un campo magnético B, experimenta una fuerza F = qvB j. Determina el vector campo magnético B. - Pregunta 13 · Inducción electromagnética: espiras en movimiento
Una espira rectangular de dimensiones a × b con corriente I está sumergida en un campo magnético uniforme B = B i, inclinada un ángulo θ respecto al eje x. Calcular el módulo del flujo magnético a… - Pregunta 14 · Inducción electromagnética: espiras en movimiento
Para 0 < t < 6 s, la fem inducida es ε(t) = 4t. Si Φ(0) = 4 Wb, determinar el valor del flujo magnético en t = 2 s. - Pregunta 15 · Campo magnético y fuerza magnética
Determinar cuál de las afirmaciones sobre el signo de carga de tres partículas que se mueven en un campo magnético perpendicular entrando al papel es verdadera. - Pregunta 16 · Circuitos de corriente continua y transitorios RC/RL
Calcular la cantidad total de carga eléctrica que atraviesa una sección de un conductor por el que fluye una corriente de 2 mA durante 30 min. - Pregunta 17 · Circuitos de corriente continua y transitorios RC/RL
Determinar qué afirmación es correcta para dos resistencias conectadas en serie con $R_1 < R_2$ a una fuente de tensión continua $V$. - Pregunta 18 · Campo magnético y fuerza magnética
Pregunta 18. Velocidad de partículas en un ciclotrón: Indicar qué afirmación es cierta respecto al módulo de la velocidad en las etapas del ciclotrón. - Pregunta 19 · Circuitos de corriente continua y transitorios RC/RL
Pregunta 19. Diferencia de potencial en batería ideal: Determinar la relación entre la diferencia de potencial entre bornes y la fem ε para una batería ideal en proceso de carga. - Pregunta 20 · Condensadores, dieléctricos y redes de condensadores
Pregunta 20. Trabajo para separar placas de condensador: Calcular el trabajo efectuado por un agente externo para duplicar la distancia entre placas de un condensador plano aislado con carga Q. - Problema 1 · Ley de Gauss, conductores y distribuciones con simetría esférica
Cálculo del módulo del campo eléctrico y del potencial electrostático en r = 1 m, r = 2.5 m y r = 5 m para una corteza esférica conductora cargada (Q = 3 nC, radios R1 = 2 m, R2 = 3 m) con una carga… - Problema 2 · Condensadores, dieléctricos y redes de condensadores
En un circuito con cuatro condensadores (C1 = 5 μF, C2 = 3 μF, C3 = 6 μF, C4 = 9 μF), tras cerrar el interruptor s1 se mide en C4 una carga Q4 = 18 μC. Calcular Q1, Q2, Q3 y el valor de la fem V del… - Problema 3 · Campo magnético y fuerza magnética
Determine el vector campo magnético total en el punto P = (0, 0.01, 0.03) m debido a dos conductores rectilíneos paralelos al eje x.
Examen de reevaluación (28 de enero de 2022) (2022)
Temas del examen: Ley de Gauss, conductores y distribuciones con simetría esférica · Condensadores, dieléctricos y redes de condensadores · Campo magnético y fuerza magnética · Inducción electromagnética: espiras en movimiento
- Problema 1 · Ley de Gauss, conductores y distribuciones con simetría esférica
Problema sobre una esfera dieléctrica de radio R = 2 m cargada homogéneamente con Q = 8 nC. Se pide: a) Flujo eléctrico a través de una superficie cúbica concéntrica de 1 m de arista. b) Vector campo… - Problema 2 · Condensadores, dieléctricos y redes de condensadores
Circuito con cuatro condensadores y dos interruptores: a) Hallar la carga adquirida por C2, C3 y C4 con s2 abierto y s1 cerrado. b) Hallar la carga que pierde C4 tras abrir s1 y cerrar s2. - Problema 3 · Campo magnético y fuerza magnética
Problema 3: Campo magnético de dos conductores rectilíneos paralelos al eje x con intensidades de 100 A y 200 A que pasan por A(0, -0.04, 0) y C(0, +0.04, 0). a) Demostrar el campo resultante en P(0,… - Problema 4 · Inducción electromagnética: espiras en movimiento
Inducción electromagnética en una espira triangular que entra a velocidad constante en un campo magnético uniforme: calcular fem e intensidad inducida a t = 1 s, justificar sentido de circulación…
Examen mig quadrimestre - Abril 2022 (2022)
Temas del examen: Cargas puntuales: fuerza, campo, potencial y energía · Ley de Gauss, conductores y distribuciones con simetría esférica · Condensadores, dieléctricos y redes de condensadores · Circuitos de corriente continua y transitorios RC/RL
- Problema 1 · Cargas puntuales: fuerza, campo, potencial y energía
Problema 1. Dinámica y energía de una partícula cargada confinada a moverse a lo largo del eje x con dos cargas fijas y reacción normal. Se pide la fuerza neta vectorial sobre la partícula y la… - Problema 2 · Ley de Gauss, conductores y distribuciones con simetría esférica
Problema 2. Campo y potencial electrostático en presencia de un conductor esférico en equilibrio (R1 < r < R2) con potencial constante de 400 V. Calcular E(r) y V(r) en las 3 regiones, las constantes… - Problema 3 · Condensadores, dieléctricos y redes de condensadores
Un subsistema de tres condensadores con capacidad equivalente C234 = 2 μF y carga inicial Q = 24 μC se conecta en paralelo con C1 inicialmente descargado. Hallar la tensión final V, las cargas Q'1 y… - Problema 4 · Circuitos de corriente continua y transitorios RC/RL
En un circuito de CC con Req = 12 Ω e I = 1 A, en un nudo IV = 0.025 A e IR = 0.075 A con VR = 0.975 V. Determinar Rexp = VR / Iconjunto, la potencia consumida en R y la potencia suministrada por el…
Examen parcial - Octubre 2022 (2022)
Temas del examen: Cargas puntuales: fuerza, campo, potencial y energía · Ley de Gauss, conductores y distribuciones con simetría esférica · Condensadores, dieléctricos y redes de condensadores · Circuitos de corriente continua y transitorios RC/RL
- Pregunta 1 · Cargas puntuales: fuerza, campo, potencial y energía
Se ubica una carga negativa q < 0 (cuyo módulo se denota por |q|) en un punto del espacio donde actúa un campo eléctrico E. ¿Cuál es la expresión de la fuerza eléctrica que actúa sobre dicha carga? - Pregunta 2 · Cargas puntuales: fuerza, campo, potencial y energía
Dadas dos cargas puntuales q1 y q2 tales que q2 = 3q1, las cuales ejercen atracción o repulsión mutua. Se define F12 como la fuerza que ejerce q1 sobre q2, y F21 como la ejercida por q2 sobre q1. Se… - Pregunta 3 · Cargas puntuales: fuerza, campo, potencial y energía
En los vértices de un triángulo rectángulo se sitúan tres cargas puntuales idénticas y con el mismo signo unidas mediante hilos a lo largo de los lados. Determinar cómo es la tensión soportada por… - Pregunta 4 · Cargas puntuales: fuerza, campo, potencial y energía
Dos cargas puntuales q1 = +4 nC en (0,0) m y q2 = -3 nC en (4,0) m se encuentran en el eje x. Se definen las regiones A (-20 < x < 0), B (0 < x < 4) y C (4 < x < 20). Determina en cuál de las tres… - Pregunta 5 · Ley de Gauss, conductores y distribuciones con simetría esférica
Un conductor esférico con dos cavidades internas aloja cargas de +3 nC y -5 nC respectivamente. Con una carga neta total en el conductor de +2 nC, calcula la carga en equilibrio distribuida en su… - Pregunta 6 · Ley de Gauss, conductores y distribuciones con simetría esférica
Si en una región del espacio el campo eléctrico es idénticamente nulo, determina qué afirmación sobre la diferencia de potencial entre dos puntos cualesquiera de dicha zona es correcta. - Pregunta 7 · Cargas puntuales: fuerza, campo, potencial y energía
Dadas dos cargas puntuales idénticas de valor q separadas una distancia r, determinar la energía electrostática de configuración del sistema. - Pregunta 8 · Ley de Gauss, conductores y distribuciones con simetría esférica
Identificar las cargas finales físicamente admisibles tras conectar dos conductores esféricos con cargas iniciales de +12 nC a 80 V y +24 nC a 50 V. - Pregunta 9 · Condensadores, dieléctricos y redes de condensadores
Determinar la variación de carga al introducir un dieléctrico en un condensador conectado en paralelo a una fuente. - Pregunta 10 · Condensadores, dieléctricos y redes de condensadores
Determinar la variación de potencial en dos condensadores en serie aislados al introducir un dieléctrico en uno de ellos. - Pregunta 11 · Circuitos de corriente continua y transitorios RC/RL
A través de un cable conductor homogéneo fluye una corriente de intensidad I. Al alcanzar el nudo A, se divide en dos caminos paralelos: tramo directo AD de longitud a y camino ABCD de longitud 3a,… - Pregunta 12 · Circuitos de corriente continua y transitorios RC/RL
La carga acumulada en una batería de automóvil es de 198 000 C. Calcular el equivalente de dicha carga expresado en amperios-hora (A · h). - Pregunta 13 · Circuitos de corriente continua y transitorios RC/RL
Determinar la igualdad correcta que relaciona las corrientes y resistencias en el circuito con dos resistencias en paralelo. - Pregunta 14 · Circuitos de corriente continua y transitorios RC/RL
En un circuito serie con una fem, una resistencia y un condensador, tras cerrarse el interruptor y alcanzarse el régimen estacionario con el condensador cargado, determinar cuál de las opciones se… - Pregunta 15 · Circuitos de corriente continua y transitorios RC/RL
¿Qué relación describe la tensión Va - Vb entre terminales de un generador real de fem ε y resistencia interna no nula r suministrando corriente a una carga R? - Problema 1 · Ley de Gauss, conductores y distribuciones con simetría esférica
Esfera dieléctrica concéntrica con corteza esférica conductora. Se pide: a) Módulos del campo eléctrico en r1 = 0.5 m y r2 = 2.5 m. b) Potencial eléctrico en P (r = 6 m) sabiendo que V(0) = 54 V. c)… - Problema 2 · Condensadores, dieléctricos y redes de condensadores
Problema 2 (2,5 puntos). Red de 4 condensadores: calcular la capacidad equivalente entre a y b antes de cerrar s1; calcular la carga y diferencia de potencial de cada condensador tras cerrar s1; y…
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Practica un tema con ejercicios de los exámenes de todos los años, mezclados.
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