PAU Física 2012 · Juny · Sèrie 1 · Exercici 4 (Opció A)

P4) Un electró es llança des del punt P i passa successivament per les regions A i B. A la regió A, un camp elèctric constant fa que l’electró es mogui amb un moviment rec- tilini i una acceleració uniforme cap a la dreta. A la regió B, el camp elèctric també és constant i està dirigit cap avall. regió A regió B P a) Quina direcció i quin sentit té el camp elèctric a la regió A? Quin tipus de movi- ment realitza l’electró a la regió B? Sabem que la regió A fa 5,00 cm de llarg i que el camp elèctric en aquesta regió és E = 40,0 × 103 N C–1. b) Calculeu la diferència de potencial entre l’inici i el final de la regió A i l’energia cinètica que guanyarà l’electró en travessar-la. DADA: Qelectró = –1,60 × 10–19 C.

P4) a) En la regió A el camp ha d’anar dirigit cap a l’esquerra (o en sentit contrari al moviment de l’electró). Es pot justificar indicant que una for¸ca cap endavant actuant sobre una partícula negativa requereix un camp elèctric cap enrere. [0.5] En la regió B el moviment serà accelerat (però no rectilini), descrivint una paràbola ascendent (o còncava tal com està dibuixat).Poden predir que xocarà amb la placa superior, però han d’especificar que la trajectòria serà parabòlica. [0.5] b) Tractant-se d’un camp elèctric constant = −⃗E ·⃗∆x = −40 × 103N/C · 0.0500m · (−1) = 2, 00 × 103V [0.5] ∆V Pot trobar-se ∆Ec calculant el treball que fa la for¸ca elèctrica: ∆Ec = W =⃗f ·⃗∆x = q⃗E ·⃗∆x = −1.60 × 10−19C · 40 × 103N/C · 0.0500m · (−1) = 3, 20 × 10−16 J o bé trobant la disminució d’energia potencial elèctrica = −(−1.60 × 10−19C · 2000V = 3.20 × 10−16J [0.5] ∆Ec = −∆Ep = −q ∆V