LEY DE GAUSS
1. Si el campo eléctrico en una región del espacio es cero, ¿puede usted concluir que no hay cargas eléctricas en esa región?. Explique.
2. Si hay más líneas de campo eléctrico que salen de una superficie gaussiana que las que entran, ¿qué puede usted concluir acerca de la carga neta encerrada por la superficie?
3. Un campo eléctrico uniforme existe en una región del espacio en la cual no hay cargas. ¿Qué puede usted concluir acerca del flujo eléctrico neto a través de una superficie gaussiana ubicada en esa región del espacio?
4. Si se conoce la carga total dentro de una superficie cerrada pero no se especifica la distribución de carga, ¿con la ley de Gauss se puede encontrar el campo eléctrico?. Explique.
5. Explique por qué el flujo eléctrico a través de una superficie cerrada con una carga encerrada determinada es independiente del tamaño o forma de la superficie.
6. Considere el campo eléctrico debido a un plano infinito no conductor que tiene una densidad de carga uniforme. Explique por qué el campo eléctrico no depende de la distancia desde el plano en función del espaciamiento de las líneas de campo eléctrico.
7. Con la ley de Gauss explique por qué las líneas de campo eléctrico deben empezar y terminar en cargas eléctricas.
8. Una carga puntual se coloca en el centro de un cascarón esférico metálico descargado aislado de la tierra. A medida que la carga puntual se quita del centro, describa qué sucede con a) la carga inducida total en el cascarón, b) la distribución de carga en la superficie interior y exterior del cascarón.
9. Explique por qué el exceso de carga en un conductor aislado debe residir en su superficie, empleando la naturaleza repulsiva de la fuerza entre cargas similares y la libertad de movimiento de la carga dentro del conductor.
10. Un cascarón esférico se pone en un campo eléctrico uniforme. Determine el flujo eléctrico total a través del cascarón. (0)
11. Un campo eléctrico de magnitud igual a 3.500 N/C se aplica a lo largo del eje x. Calcule el flujo eléctrico a través de un plano rectangular de 0,35 m de ancho y 0,70 m de largo, si el plano a) es paralelo al plano yz, b) es paralelo al plano xy, c) contiene al eje y su normal forma un ángulo de 40º con el eje x.
12. Un campo eléctrico uniforme ai + bj N/C intersecta a una superficie de área A. ¿Cuál es el flujo a través de esta área si la superficie se ubica a) en el plano yz, b) en el plano xz, c) en el plano xy? (aA; bA; 0)
13. Considere una caja triangular cerrada que descansa dentro de un campo eléctrico horizontal de magnitud 78.000 N/C. Calcule el flujo eléctrico a través de a) la superficie vertical, b) la superficie inclinada, c) toda la superficie de la caja.
14.-Un cono de radio R en la base y altura h está sobre una mesa horizontal, y un campo eléctrico uniforme horizontal E penetra el cono. Determine el flujo eléctrico que entra al cono. (EhR)
15. Un campo eléctrico de 20.000 N/C de magnitud y con dirección perpendicular a la superficie de la Tierra existe un día en el que amenaza una tormenta. Un auto que puede considerarse como un rectángulo de 6 m por 3 m viaja a lo largo de un camino que tiene una inclinación de 10º respecto del suelo. Determine el flujo total a través de la base inferior del auto.
16. Una pirámide con una base cuadrada de 6 m y altura de 4 m se coloca en un campo eléctrico vertical de 52 /C. Calcule el flujo eléctrico total a través de las cuatro superficies inclinadas de la pirámide. (1870 Nm2/C)
17. a) Una carga puntual q se localiza a una distancia d de un plano infinito. Determine el flujo eléctrico a través del plano debido a la carga puntual, b) una carga puntual q se localiza a muy corta distancia del centro de un cuadrado muy grande sobre la línea perpendicular al cuadrado que pasa por su centro. Determine el flujo eléctrico aproximado a través del cuadrado debido a la carga puntual, c) explique por qué las respuestas anteriores son idénticas. (q/e 0, q/e 0, el plano y el cuadrado son lo mismo para la carga)
18. Una carga puntual Q se coloca en el centro de un cascarón esférico de radio R. ¿Cuál es el flujo eléctrico total a través de a) la superficie del cascarón, b) cualquier superficie hemisférica del cascarón, c) ¿los resultados anteriores dependen del radio?, explique.
19. Una carga puntual de 12 mC se coloca en el centro de un cascarón esférico de 22 cm de radio. ¿Cuál es el flujo eléctrico total a través de a) la superficie del cascarón, b) cualquier superficie hemisférica del cascarón. (Q/e 0, Q/2e o)
20. Una carga puntual Q se localiza en el centro de un cubo de lado L. Otras seis cargas puntuales, cada una con una carga –q, están colocadas simétricamente alrededor de Q, dentro del cubo. Determine el flujo eléctrico a través de una cara del cubo.
21. Considere un delgado cascarón esférico de 14 cm de radio con una carga total de 320 mC distribuida uniformemente sobre su superficie. Encuentre el campo eléctrico a a) 10 cm, y b) a 20 cm del centro de la distribución de la carga. (0, 7,2x106 N/C dentro de ella)
22. Un globo inflado en forma de una esfera de 12 cm de radio tiene una carga de 7 mC distribuida uniformemente sobre su superficie. Calcule la magnitud del campo eléctrico a a) 10 cm, b) 12,5 cm, c) 30 cm del centro del globo.
23. Una esfera sólida de 40 cm de radio tiene una carga positiva total de 26 mC distribuida uniformemente por todo su volumen. Calcule la magnitud del campo eléctrico a a) 0 cm, b) 10 cm, c) 40 cm, d) 60 cm del centro de la esfera. (0; 3,66x105; 1,46x106; 6,5x105 N/C)
24. Considere una línea de carga infinitamente larga que tiene una carga uniforme de densidad l . Determine el flujo eléctrico total a través de un cilindro circular recto cerrado de longitud L y radio R que está paralelo a la línea, si la distancia entre el eje del cilindro y la línea es d. (Considere la situación con R < d y R > d)