En una cápsula de Petri llena de agua destilada se sumergen dos placas metálicas paralelas conectadas a una diferencia de potencial de 12,0V, tal como muestra la figura. Las dos placas están separadas por una distancia de 6,00cm. Con un voltímetro, se explora la diferencia de potencial entre la placa negativa y diferentes puntos de la región intermedia.Cápsula de Petri con dos placas paralelas sumergidas: la de la izquierda es la negativa (0 V) y la de la derecha la positiva (12 V); entre ellas, una sonda conectada al voltímetroa) Calcule el campo eléctrico (suponiendo que es uniforme) entre las dos placas, e indique también su dirección y su sentido. Haga un dibujo en el que represente, de manera aproximada, las superficies equipotenciales que espera encontrar en la región comprendida entre las dos placas e indique el valor del potencial en cada una de las superficies representadas. b) Con la sonda, tal como se muestra en la figura, el voltímetro indica 7,0V. Calcule el trabajo que debería realizar una fuerza externa para desplazar una carga positiva de 0,1μC desde este punto hasta la placa positiva.
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Resultado
E=200V/m, hacia la izquierda (de la placa positiva a la negativa)Wext=5×10−7J
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Solución oficial
Corrección oficial de la PAU de Cataluña (Generalitat de Catalunya), traducida del catalán. Las puntuaciones de cada paso son las de la pauta de corrección.
a) 0,5 p.E=dΔVE=0,0612=200V/m0,2 p. Campo eléctrico dirigido hacia la izquierda. 0,3 p.Entre la placa de 0 V (izquierda) y la de 12 V (derecha), tres superficies equipotenciales planas y paralelas a las placas, equidistantes, de 3 V, 6 V y 9 V; las líneas de campo, horizontales, apuntan hacia la izquierdaLos estudiantes pueden indicar un número diferente de superficies equipotenciales, superior a 1, respetando la equidistancia. b) 0,2 p.Wext=qΔV 0,6 p.ΔV=12−7=5V 0,2 p.Wext=0,1×10−6⋅5=5×10−7J
