PAU Física 2023 · Juny · Sèrie 1 · Exercici 5

P5) Quan mesurem els valors de potencial elèctric en una cubeta obtenim la distribució representada a la figura, en què podem observar dues càrregues (Q1 i Q2), una de posi- tiva i una de negativa. a) Determineu de manera raonada quina és la càrrega positiva i quina la negativa. Segons la vostra resposta, dibuixeu la direcció i el sentit del camp elèctric al punt A. [1,25 punts] b) Suposeu que un electró es mou del punt A al punt B. Calculeu el treball que fa el camp elèctric durant aquest moviment. Quin treball fa el camp elèctric quan l’electró es mou del punt A al punt C passant per B? [1,25 punts] Dada: |e| = 1,602 × 10–19 C.

0,75 p. Sabem que el potencial creat per una càrrega puntual s’expressa així: 𝑉= 𝑘𝑄 𝑟 En aquesta fórmula, la constant de Coulomb (k) i la distància (r) són magnituds positives. Per tant, el signe del potencial depèn del signe de la càrrega. Així, a prop d’una càrrega positiva el potencial ha de ser positiu i a prop d’una càrrega negativa el potencial ha de ser negatiu. Així doncs, Q1 és una càrrega positiva i Q2 és una càrrega negativa. Alternativament Sabem que el camp elèctric apunta en la direcció que disminueix el potencial i podem veure que quan ens movem de Q1 cap a Q2 el potencial disminueix. Per tant, el camp es dirigeix de Q1 cap a Q2. Per una altra banda, les línies de camp surten de les càrregues positives i van a parar a les negatives; per tant, Q1 és una càrrega positiva i Q2 és una càrrega negativa. 0,25 p. Per una banda, el camp elèctric ha de ser perpendicular a les línies equipotencials. Al punt A les línies equipotencials són aproximadament verticals. Per tant, al pun […]