1. Establezca la distinción entre potencial eléctrico y energía potencial eléctrica.

2. Una carga negativa se mueve en dirección de un campo eléctrico uniforme. ¿La energía potencial de la carga aumenta o disminuye?, ¿ésta se mueve a una posición de potencial mayor o menor?

3. Proporcione una explicación física del hecho de que la energía potencial de un par de cargas iguales es positiva mientras que la correspondiente a un par de cargas diferentes es negativa.

4. Un campo eléctrico uniforme es paralelo al eje x. ¿En qué dirección puede desplazarse una carga en este campo sin que se haga ningún trabajo externo sobre la misma?.

5. Explique por qué las superficies equipotenciales son siempre perpendiculares a las líneas de campo eléctrico.

6. Describa las superficies equipotenciales para a) una línea infinita de carga, b) una esfera cargada uniformemente.

7. Explique por qué, en condiciones estáticas, todos los puntos en un conductor debe estar al mismo potencial eléctrico.

8. El campo eléctrico dentro de una esfera hueca cargada uniformemente es cero. ¿Esto significa que el potencial es cero en el interior de la esfera?. Explique.

9. ¿Por qué es importante evitar los bordes o puntos afilados sobre conductores utilizados en equipos de alto voltaje?

10. ¿Cuál es la seguridad relativa al permanecer en un automóvil con una carrocería metálica durante una intensa tormenta?

11. Caminar sobre una alfombra y tocar después a alguien puede producir una descarga eléctrica. Explique la razón por la que ocurre lo anterior.

12. ¿Qué potencial existe en un punto de un campo eléctrico si el campo tuvo que efectuar un trabajo de 0,24 J para trasladar una carga de 8mC desde ese punto hasta el infinito?

13. Entre dos puntos de un campo eléctrico existe la diferencia de potencial de 2000 V. ¿Qué trabajo se efectúa al trasladar una carga de 25μC entre esos puntos?

14. Para trasladar una carga eléctrica desde un punto a 220V y la tierra se efectuó un trabajo de 11 millones de Joules. ¿Qué carga pasó a tierra?.

15. ¿Qué potencial existe en la superficie de una esfera de 45cm de radio cargada con 25 mC?

16. Calcular la aceleración que adquiere un electrón que se desplaza entre dos placas situadas en el vacío a 1 cm entre sí y entre las que existe la diferencia de potencial de 1 V?

17. Un núcleo atómico tiene una carga de 50 protones. Hallar el potencial de un punto situado a 10^-12m de dicho núcleo.

18. En un vértice de un rectángulo de 3 por 4 cm se coloca una carga de -20x10^-12C y en los dos vértices contiguos, sendas cargas de 10^-12C. Hallar el potencial eléctrico en el cuarto vértice. (-3,075 V)

19. Hallar el potencial eléctrico en un punto situado a 3 cm de una carga de 5x10^-8C.

20. Calcular el potencial eléctrico en un punto situado a 1mu de un núcleo atómico de helio cuya carga vale 2 protones.

21. Calcular el potencial eléctrico en el punto medio entre dos cargas separadas 6m en el aire cuando las cargas son: a) 10^-8 y -10^-8 C, b) las dos son 10⁸  C, c) 10^-8 y -10^-9C.

22. Por simple fricción se puede producir una carga de 10^-8C. ¿A qué potencial elevaría esa carga una esfera conductora de 10 cm de radio?

23. Cuatro cargas de -8, 10, 5 y -3 stc, están ubicadas en los vértices de un cuadrado de lado 5 cm (en ese orden, partiendo del vértice superior izquierdo). Determine: a) el potencial en el punto medio del cuadrado, b) la energía almacenada en el sistema.

24. El entrehierro entre electrodos en una bujía es de 0,06 cm. Para producir una chispa eléctrica en una mezcla de gasolina – aire, debe alcanzarse un campo eléctrico de 3x10⁶ V/m. Cuando se arranca el automóvil, ¿qué voltaje mínimo debe suministrar el circuito de encendido?

25. ¿Qué cambio de energía potencial experimenta una carga de 12 mC cuando se mueve entre dos puntos para los cuales la diferencia de potencial es de 65 V. Exprese su respuesta en eV.

a) Calcule la velocidad de un protón que es acelerado desde el reposo a través de una diferencia de potencial de 120 V.

b) Calcule la velocidad de un electrón que se acelera a través de la misma diferencia de potencial.

26. ¿A través de qué diferencia de potencial se necesitaría acelerar un electrón para que alcanzara una velocidad equivalente al 40% de la velocidad de la luz, empezando desde el reposo?

27. Un deuterón (un núcleo que contiene un protón y un neutrón) se acelera mediante una diferencia de potencial de 2.700 V, a) ¿cuánta energía gana?, b) ¿a qué velocidad llega si parte del reposo? (2,7 ke

28. Considere dos puntos de un campo eléctrico. El potencial en P₁ es V₁ = - 30 V, y el potencial en P₂ es V₂ = 150 V. ¿Cuánto trabajo realiza una fuerza externa al mover una carga q = -4,7 mC de P₂ a P₁.

29. ¿Cuánto trabajo se realiza al mover un número de Avogadro de electrones a partir de un punto inicial donde el potencial eléctrico es 9 V hasta un punto donde el potencial es – 5 V. (El potencial en cada caso se mide en relación a un punto de referencia común).

30. Dos placas paralelas están separadas por 0,3 mm. Si se mantiene una diferencia de potencial de 20 V entre sus placas, calcule la intensidad de campo eléctrico en la región entre ellas.

31. La magnitud de un campo eléctrico entre dos placas paralelas cargadas separadas por 1,8 cm es de 2,4x10⁴ N/C. Encuentre la diferencia de potencial entre las dos placas. ¿Cuánta energía cinética gana un deuterón al acelerarse de la placa positiva a la negativa?

32. La intensidad del campo gravitacional del planeta Tehar es la misma que la correspondiente a la Tierra, pero en Tehar hay también un intenso campo eléctrico que apunta hacia abajo y que es uniforme cerca de la superficie del planeta. Una bola de 2 kg que tiene una carga de 5 mC se lanza hacia arriba a 20,1 m/s y golpea el suelo después de 4,1 s. ¿Cuál es la diferencia de potencial entre el punto de inicio y el punto más alto de la trayectoria?

33. Un electrón que se mueve paralelo al eje x tiene una velocidad inicial de 3,7x10⁶ m/s en el origen. Su velocidad se reduce a 1,4x10⁵ m/s en el punto x = 2 cm. Calcule la diferencia de potencial entre el origen y este punto. ¿Cuál punto está a mayor potencial?

34. Un positrón tiene la misma carga que un protón pero la misma masa que un electrón. Suponga que un positrón se mueve 5,2 cm en la dirección de un campo eléctrico uniforme de 480 V/m. A) ¿Cuánta energía potencial gana o pierde el electrón?, b) ¿Cuánta energía cinética?

35. ¿A qué distancia desde una carga puntual de 8 mC el potencial eléctrico es igual a 36.000 V?

36. Un pequeño objeto esférico tiene una carga de 8 nC. ¿A qué distancia del centro del objeto el potencial es igual a 100 V?, ¿50 V?, ¿25 V?, ¿el espaciamiento de las equipotenciales es proporcional al cambio de V?

37. A una distancia r de una carga puntual q, el potencial eléctrico es 400 V y la magnitud del campo eléctrico es 150 N/C. Determine los valores de q y r.

38. Una carga +q se encuentra en el origen. Una carga – 2q está en x = 2 m sobre el eje x. ¿Para qué valor(es) finito(s) de x es a) el campo eléctrico cero?, b) ¿el potencial eléctrico cero?

39. Tres cargas están en los vértices de un triángulo isósceles, en los vértices de la base de 2 cm hay sendas cargas – q y en el otro vértice hay una carga q, los lados basales miden 4 cm. Calcule el potencial en el punto medio de la base, considerando q = 7 mC.

40. En los famosos experimentos de dispersión de Rutherford que llevaron al modelo planetario del átomo, las partículas alfa (carga +2e, masa = 6,6x10^-27 kg) se dispararon contra núcleos de oro (carga +79e). Una partícula alfa inicialmente muy alejada del núcleo de oro se dispara a 2x10⁷ m/s directamente hacia el centro del núcleo. ¿Qué tanto se acerca la partícula a este centro antes de regresarse?

41. Dos cargas q₁ de 5 nC y q₂ de – 3 nC, están separadas 35 cm. a) ¿Cuál es la energía potencial del par? ¿Cuál es la importancia del signo algebraico de su respuesta? B) ¿Cuál es el potencial eléctrico en un punto a la mitad entre las cargas?

42. Un electrón parte desde el reposo a 3 cm del centro de una esfera aislante cargada de manera uniforme de 2 cm de radio y carga total de 1 nC. ¿Cuál es la velocidad del electrón cuando llega a la superficie de la esfera?

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