Física - Eletricidade e Fisica Moderna - Questões de Vestibulares de 2014

[email protected] física eletricidade e física moderna QUESTÕES DE VESTIBULARES 2014.1 (1 o semestre) 2014.2 (2 o semestre) sumário ELETROSTÁTICA VESTIBULARES 2014.1 .............................................................................................................................. 2 VESTIBULARES 2014.2 ............................................................................................................................ 11 ELETRODINÂMICA VESTIBULARES 2014.1 .............................................................................................................................16 VESTIBULARES 2014.2 .............................................................................................................................30 ELETROMAGNETISMO VESTIBULARES 2014.1 .............................................................................................................................37 VESTIBULARES 2014.2 ............................................................................................................................. 48 FÍSICA MODERNA VESTIBULARES 2014.1 .............................................................................................................................53 VESTIBULARES 2014.2 ............................................................................................................................. 56 [email protected] 2 ELETRICIDADE ELETROSTÁTICA VESTIBULARES 2014.1 (UNICENTRO/PR-2014.1) - ALTERNATIVA: E Observe a figura a seguir. x Q 1 Q 2 F 12 → F 21 → A figura representa duas cargas pontuais, Q 1 e Q 2 , com as respectivas forças exercidas entre si. Com base na Lei de Coulomb, assinale a alternativa correta. a) A força F 12 → será maior que a força F 21 → quando a carga Q 1 for maior que a carga Q 2 . b) A força F 21 → será maior que a força F 12 → quando a carga Q 1 for maior que a carga Q 2 . c) As forças F 12 → e F 21 → indicam que as cargas Q 1 e Q 2 são negativas. d) As forças F 12 → e F 21 → indicam que as cargas Q 1 e Q 2 são positivas. *e) As forças F 12 → e F 21 → são iguais, em módulo, para qualquer valor das cargas Q 1 e Q 2 . (UNICENTRO/PR-2014.1) - ALTERNATIVA: C Observe a figura a seguir. x (cm) Q 1 Q 2 + + y d P A figura mostra duas cargas, Q 1 = 4 C e Q 2 = 9 C, posicionadas sobre o eixo x. A carga Q 1 está na origem e a carga Q 2 está na posição x = 10 cm. Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, a distância d para que o campo elétrico resultante no ponto P seja nulo. a) 2,5 cm b) 3,0 cm *c) 4,0 cm d) 5,0 cm e) 6,0 cm (PUC/RJ-2014.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO Duas partículas carregadas exercem uma sobre a outra uma força atrativa de 7,2 µN quando a separação entre elas é de 0,10 m. Con- sidere: a constante de Coulomb igual a 9,0 × 10 9 Nm 2 /C 2 . Calcule: a) a carga de uma das partículas sabendo que a outra tem −4,0 nC; b) o módulo do campo elétrico à meia distância entre as cargas. RESPOSTA PUC/RJ-2014.1: a) q = +2 nC b) | E| = 2,16 × 10 4 N/C (UEM/PR-2014.1) - RESPOSTA: SOMA = 11 (01+02+08) Com relação aos conceitos associados ao estudo dos fenômenos elétricos, assinale o que for correto. 01) Um corpo eletrizado possui quantidades diferentes de cargas elétricas negativas e positivas. 02) Nos corpos classificados como isolantes os elétrons estão forte- mente ligados aos átomos, e não podem deslocar-se facilmente pelo interior desses corpos. 04) A eletrização por indução, que é um processo usado na eletriza- ção de corpos isolantes, ocorre por meio do contato direto entre o indutor e o induzido. 08) A carga de um elétron é denominada carga elétrica elementar. Todo corpo eletrizado possui uma carga elétrica líquida que é um múltiplo inteiro dessa carga elétrica elementar. 16) O campo elétrico é um tipo de campo escalar cujo módulo, ou intensidade, independe da quantidade de carga elétrica contida no corpo que gera o campo. (CESGRANRIO-FMP/RJ-2014.1) - ALTERNATIVA: E A figura abaixo ilustra duas cargas elétricas puntiformes que são mantidas fixas a uma distância de 1 metro. Uma terceira carga positiva q será abandonada em um ponto C interior ao segmento imagi- nário AB que une as cargas +Q e +4Q. Esse ponto C será escolhido aleatoriamente. A B +Q +4Q A probabilidade de que a terceira carga, assim que for abandonada, se desloque sobre o segmento no sentido de A para B é a) 1/6 b) 2/5 c) 1/5 d) 2/3 *e) 1/3 (IME/RJ-2014.1) - ALTERNATIVA: E Sobre um trilho sem atrito, uma carga +Q vem deslizando do infinito na velocidade inicial v, aproximando-se de duas cargas fixas de valor −Q. r d Primeira carga fixa Segunda carga fixa v +Q −Q −Q carga que desliza sobre o trilho trilho Sabendo que r << d, pode-se afirmar que a) a carga poderá entrar em oscilação apenas em torno de um ponto próximo à primeira carga fixa, dependendo do valor de v. b) a carga poderá entrar em oscilação apenas em torno de um ponto próximo à segunda carga fixa, dependendo do valor de v. c) a carga poderá entrar em oscilação apenas em torno de um ponto próximo ao ponto médio do segmento formado pelas duas cargas, dependendo do valor de v. d) a carga poderá entrar em oscilação em torno de qualquer ponto, dependendo do valor de v. *e) a carga passará por perto das duas cargas fixas e prosseguirá indefinidamente pelo trilho. (PUC/GO-2014.1) - ALTERNATIVA: B No texto 4 temos a expressão “acender a luz”. Essa expressão geralmente está associada à iluminação gerada por uma corrente elé- trica, na qual temos movimento de cargas elétricas sob a ação de campo elétrico. Considere uma partícula de massa m = 6 × 10 −4 kg e carga q = −3 × 10 −6 C imersa em um campo elétrico uniforme de 2 × 10 3 N/C na direção vertical e sentido para cima. Consideran- do-se que a aceleração da gravidade seja de 10 m/s 2 , na direção vertical e sentido para baixo, a aceleração da partícula será (considere que a partícula sofre ação somente dos campos elétrico e gravitacional citados): a) nula *b) 20 m/s 2 verticalmente para baixo c) 10 m/s 2 verticalmente para baixo d) 20 m/s 2 verticalmente para cima (IF/CE-2014.1) - ALTERNATIVA: A Considere a seguinte situação: atrita-se um copo de vidro com um pedaço de lã. Depois disso, coloca-se em contato o pedaço de lã atritado com um pedaço de papel. Logo após, aproxima-se o pedaço de papel do copo de vidro atritado, mas sem que haja o contato. Ocorre *a) atração. b) repulsão. c) os dois corpos não interagem. d) passam prótons do copo de vidro para o pedaço de papel. e) passam prótons do pedaço de papel para o copo de vidro. [email protected] 3 (VUNESP/UNICASTELO-2014.1) - ALTERNATIVA: C Duas esferas puntiformes estão eletrizadas positivamente com cargas de mesmo módulo e separadas por uma distância d, no vácuo. Nessas condições, repelem-se com uma força de intensidade F. Faz-se 20% da carga de uma delas passar para a outra. Se as esferas com as novas cargas permanecerem no vácuo e forem mantidas à mesma distância d uma da outra, a nova força elétrica entre elas passará a ter intensidade a) 0,80· F. b) F. *c) 0,96· F. d) 1,20· F. e) 1,50· F. (UFPR-2014.1) - ALTERNATIVA: A No circuito esquematizado abaixo, deseja-se que o capacitor arma- zene uma energia elétrica de 125 µJ. As fontes de força eletromotriz são consideradas ideais e de valores ε 1 = 10 V e ε 2 = 5 V. ε 1 ε 2 C − + + − Assinale a alternativa correta para a capacitância C do capacitor utilizado. *a) 10 µF. b) 1 µF. c) 25 µF. d) 12,5 µF. e) 50 µF. (VUNESP/UNIVAG-2014.1) - ALTERNATIVA: C Membrana celular é a estrutura que delimita todas as células vivas. Ela estabelece a fronteira entre o meio intracelular, o citoplasma, e o ambiente extracelular, que pode ser a matriz dos diversos tecidos. Os fluidos dentro e fora de uma célula são sempre neutros, isto é, a concentração de ânions em qualquer local é sempre igual à con- centração de cátions. A membrana celular pode ser comparada de forma simplificada a um capacitor de placas paralelas no qual suas soluções condutoras estão separadas por uma delgada camada isolante. − − − − − + + + + + meio extracelular meio intracelular interior da célula exterior da célula − − − − − + + + + + espessura 0 V 70 mV membrana (http://nutricaousc.com.br. Adaptado.) Considerando que, entre as superfícies externa e interna de uma membrana de espessura 8 × 10 −9 m, há uma diferença de potencial de 70 mV, é correto afirmar que é gerado um campo elétrico de intensidade, em V/m, igual a a) 9,25 × 10 6 . b) 9,00 × 10 6 . *c) 8,75 × 10 6 . d) 9,50 × 10 6 . e) 9,75 × 10 6 . (UNICAMP/SP-2014.1) - ALTERNATIVA: D A atração e a repulsão entre partículas carregadas têm inúmeras aplicações industriais, tal como a pintura eletrostática. As figuras abaixo mostram um mesmo conjunto de partículas carregadas, nos vértices de um quadrado de lado a, que exercem forças eletrostá- ticas sobre a carga A no centro desse quadrado. Na situação apresentada, o vetor que melhor representa a força resultante agindo sobre a carga A se encontra na figura a) a a a a + q + q −2 q −2 q − q A F → b) a a a a + q + q −2 q −2 q − q A F → c) a a a a + q + q −2 q −2 q − q A F → *d) a a a a + q + q −2 q −2 q − q A F → (FAVIP/PE-2014.1) - ALTERNATIVA: A A figura a seguir ilustra um retângulo com uma carga pontual fixa em cada vértice. As cargas são iguais. O lado maior do retângulo (2L) é duas vezes mais extenso do que o lado menor (L). A carga pontual no centro encontra-se em equilíbrio. 2L 2L L L A C B D E A força que a carga A faz na carga E possui módulo F. Pode-se afirmar que a força que a carga B faz em E, e a força que a carga C faz em E possuem módulos respectivamente iguais a: *a) F e F b) F/2 e F/2 c) F/2 e F/4 d) F e F/2 e) F e F/4 (ASCES/PE-2014.1) - ALTERNATIVA: B As linhas tracejadas da figura a seguir ilustram superfícies equipotenciais, com os respectivos potenciais elétricos indicados ao lado. Uma partícula de carga 2 C move-se de acordo com a trajetória indicada. 100 V 500 V 300 V Qual é o modulo da variação de energia potencial elétrica da partícu- la entre os pontos inicial e final deste trajeto? a) 200 J *b) 400 J c) 600 J d) 1200 J e) 1500 J (CEFET/MG-2014.1) - ALTERNATIVA: A Um corpo A fica eletrizado positivamente quando atritado em um corpo B e, em seguida, são colocados em suportes isolantes. Quando as barras metálicas C e D tocam, respectivamente, A e B, ocorre transferência de *a) elétrons de C para A e de B para D. b) prótons de A para C e de D para B. c) elétrons de C para A e prótons de D para B. d) prótons de A para C e elétrons de B para D. [email protected] 4 (UFG/GO-2014.1) - ALTERNATIVA: E Um desfibrilador é um dispositivo capacitivo que, tipicamente, tem uma ddp de 6000 V e armazena uma energia de 180 J, fornecendo um pulso de corrente da ordem de 5 ms. Para atingir seus objetivos em geral são necessários vários pulsos de descarga. Conforme o exposto, a função biológica desse dispositivo, sua capacitância em µF e a corrente média que flui durante o pulso, em ampère, são respectivamente: a) restabelecer os discos intercalares, 10 e 12. b) restabelecer os discos intercalares, 0,10 e 12. c) restabelecer as interdigitações, 0,10 e 0,12. d) restabelecer a atividade do nó sinoatrial, 0,10 e 0,12. *e) restabelecer a atividade do nó sinoatrial, 10 e 12. (UFG/GO-2014.1) - ALTERNATIVA: A No clima tropical, que abrange a maior parte do Brasil, há com frequ- ência a ocorrência de relâmpagos com maior ou menor sazonalida- de. Tipicamente esta descarga elétrica ocorre sob uma diferença de potencial de 10 8 V com intensidade da ordem de 10 5 A e dura cerca de 0,5 s. Considerando-se a região Centro-Sul do Brasil, quais são os três fatores mais relevantes para a ocorrência de relâmpagos e qual é a energia em joule associada a um relâmpago para os dados apresentados? *a) O relevo, o encontro de massas de ar frias e quentes e o espaço urbano, e 5 × 10 12 . b) Maritimidade, o deslocamento das massas de ar frias e a proximi- dade de grandes rios, e 2 × 10 13 . c) Maritimidade, a existência de uma serra e as massas de ar frias, e 2 × 10 12 . d) O relevo, o encontro de massas de ar frias e quentes e o espaço urbano, e 2 × 10 13 . e) O relevo, o espaço urbano e o estacionamento das massas de ar frias, e 5 × 10 12 . (VUNESP/UEA-2014.1) - ALTERNATIVA: E Duas cargas elétricas puntiformes, Q e 4Q, de mesmo sinal, estão a uma distância de 3 cm uma da outra, conforme mostra a figura. 3 cm Q 4Q O ponto do segmento que as une, no qual o campo elétrico é nulo, está a uma distância de Q, em cm, de a) 1,50. b) 0,75. c) 1,75. d) 1,25. *e) 1,00. (VUNESP/UEA-2014.1) - ALTERNATIVA: B Duas cargas elétricas puntiformes, Q e q, sendo Q positiva e q negativa, são mantidas a uma certa distância uma da outra, conforme mostra a figura. Q > 0 q < 0 A força elétrica F, que a carga negativa q sofre, e o campo elétrico E, presente no ponto onde ela é fixada, estão corretamente representados por a) q F E *b) q F E c) q F E d) q F E e) q F E (VUNESP/UEA-2014.1) - ALTERNATIVA: B Três esferas metálicas idênticas, A, B e C, estão eletrizadas com cargas elétricas, respectivamente, Q A = 8,0 µC, Q B = −3,0 µC e Q C = 4,0 µC. As três esferas são colocadas em contato simultaneamente e, em seguida, afastadas. Se houve troca de cargas elétricas apenas entre as esferas, a carga elétrica final, em µC, de cada esfera é igual a a) 2,0. d) 5,0. *b) 3,0. e) 9,0. c) 4,5. (VUNESP/UEA-2014.1) - ALTERNATIVA: A No modelo do átomo de hidrogênio proposto por Bohr, o elétron só pode girar ao redor do próton em órbitas circulares cujos raios obedecem à relação R n = n 2 · R 0 , sendo n um número inteiro (n = 1, 2, 3, ...) e R 0 um valor constante, denominado raio de Bohr. O elétron é mantido em órbita por meio da força elétrica descrita por Coulomb. Se a força elétrica entre o próton e o elétron tem valor F 1 para a primeira órbita (n = 1), o valor da força para a segunda órbita (n = 2) é *a) F 1 / 16 d) F 1 b) F 1 / 4 e) 4· F 1 c) F 1 / 2 (VUNESP/UEA-2014.1) - ALTERNATIVA: D No ponto P, localizado no interior de uma nuvem, o campo elétrico tem direção vertical e sentido para baixo, conforme indicado na figura. E → P (www.storm-t.iag.usp.br) Devido a esse campo elétrico, uma gotícula de água localizada no ponto P e eletrizada com carga negativa fica sujeita à ação de uma força vertical para a) baixo ou para cima, dependendo da sua velocidade. b) baixo, de intensidade diretamente proporcional à sua carga elé- trica. c) baixo, de intensidade inversamente proporcional à sua carga elé- trica. *d) cima, de intensidade diretamente proporcional à sua carga elé- trica. e) cima, de intensidade inversamente proporcional à sua carga elé- trica. (UEM/PR-2014.1) - RESPOSTA: SOMA = 06 (02+04) Com relação a uma associação em série de dois capacitores de ca- pacitâncias C 1 e C 2 , sujeita a uma diferença de potencial U, assinale o que for correto. 01) A capacitância equivalente é sempre maior do que a capacitân- cia de qualquer um dos dois capacitores. 02) Se C 1 + C 2 = C, com C constante, a capacitância equivalente da associação em série será máxima, se C 1 = C 2 = C/2. 04) As cargas, em módulo, nas placas dos capacitores são iguais, independentemente dos valores de C 1 e de C 2 . 08) A diferença de potencial a que um capacitor está sujeito é diferente da do outro, independentemente dos valores de C 1 e de C 2 . 16) A energia armazenada em um capacitor é igual à do outro, independentemente dos valores de C 1 e de C 2 . [email protected] 5 (UEM/PR-2014.1) - RESPOSTA OFICIAL: SOMA = 28 (04+08+16) No âmbito da eletrostática e desconsiderando quaisquer efeitos externos, assinale o que for correto. 01) Duas cargas pontuais carregadas com cargas de mesmo sinal sempre se atraem. 02) Dois condutores esféricos carregados com cargas de mesmo sinal sempre se repelem. 04) Dois condutores esféricos carregados com cargas de sinais opostos sempre se atraem. 08) Um condutor esférico neutro sempre é atraído por outro condutor esférico carregado. 16) Em um condutor esférico carregado em equilíbrio, toda a carga está homogeneamente distribuída na sua superfície. (VUNESP/FASM-2014.1) - ALTERNATIVA: D Duas cargas puntiformes negativas, Q A e Q B , estão fixadas a certa distância uma da outra. Em ambas, os vetores força elétrica e campo elétrico, exercidos mutuamente sobre cada carga, possuem, respectivamente, as ca- racterísticas de a) repulsão e afastamento. b) atração e aproximação. c) atração e afastamento. *d) repulsão e aproximação. e) repulsão e inexistente. (VUNESP/UNICID-2014.1) - ALTERNATIVA: B Entre as aplicações da eletricidade em Medicina, existe a de campos elétricos controlados aplicados em tecidos biológicos danificados, visando estimular a cicatrização das lesões. Campos elétricos são gerados por cargas elétricas. Uma associação que pode ser feita é a relação entre a intensidade do campo elétrico e a espessura de suas linhas de representação, de modo que, quanto mais espessa for a linha, maior será a intensidade do campo. A correta representação de um campo elétrico gerado por uma carga puntiforme Q é a) Q d) Q *b) Q e) Q c) Q Obs.: A representação nas figuras são de superfícies equipotenciais e não de campo elétrico. (UEG/GO-2014.1) - ALTERNATIVA: C Através de um experimento sobre campo elétrico, realizado em um laboratório de física, e utilizando um voltímetro, um estudante con- seguiu construir regiões cujas diferenças de potenciais eram nulas. O seu desenho é apresentado a seguir. A partir do desenho das regiões equipotenciais, o estudante conse- guiu traçar as linhas de campo elétrico, que estão, com relação às superfícies equipotenciais, a) inclinadas b) paralelas *c) verticais d) circulares (ACAFE/SC-2014.1) - ALTERNATIVA: A É comum vermos em filmes ou séries de TV a utilização de um equipamento elétrico capaz de estimular os batimentos do coração após uma parada cardíaca. Tal equipamento é o desfibrilador, aparelho provido de dois eletrodos que aplica um choque no paciente, a fim de provocar a passagem de uma grande corrente variável pelo co- ração em um curto intervalo de tempo, estabelecendo assim o ritmo normal das contrações. A descarga acontece porque o desfibrilador libera a energia elétrica acumulada em um capacitor. Fonte: BIT Boletim Informativo de Tecnovigilância, Brasília, Número 01, jan/fev/mar 2011 − ISSN 2178-440X (Adaptado). Imagine que um desses aparelhos possua uma tensão de 3 kV entre os eletrodos e que o capacitor esteja carregado com 300 J de energia. Despreze as resistências elétricas dos componentes do desfibrilador e também do paciente. A alternativa correta que apresenta o módulo da corrente média, em ampér, que atravessa o tórax do paciente se a descarga ocorre no tempo de 10 ms é: *a) 20 b) 30 c) 10 d) 40 (UEPG/PR-2014.1) - RESPOSTA: SOMA = 08 (08) Duas partículas, com cargas de sinais contrários Q 1 (positiva) e Q 2 (negativa), estão dispostas conforme a figura abaixo. Considere, em módulo, Q 1 = 2Q 2 . Q 2 −a Q 1 a 2a 0 x (m) Sobre esta situação física, assinale o que for correto. 01) No ponto x = −a, o campo elétrico terá módulo igual a E = 4 7 k Q 2 a 2 e orientado para a direita. 02) No ponto x = 2a, o campo elétrico terá módulo igual a E = 1 2 k Q 2 a 2 e orientado para a direita. 04) No ponto x = a, o campo elétrico terá módulo igual a E = 4 k Q 2 a 2 e orientado para a esquerda. 08) No ponto x = 0, o campo elétrico terá módulo igual a E = k Q 2 a 2 e orientado para a direita. (UNIMONTES/MG-2014.1) - ALTERNATIVA: D Quatro cargas são posicionadas nos vértices de um quadrado de lado a, numa região onde foi feito vácuo (veja a figura). Supon- do um valor de referência do módulo de campo elétrico dado por E = Kq a 2 , o módulo do campo elétrico no centro do quadrado, em termos de E, é igual a a) 3√2E. b) 2√2E. c) 5√2E. *d) 6√2E. a −4q −2q −q q [email protected] 6 (UNIFENAS/MG-2014.1) - ALTERNATIVA: E Três capacitores idênticos estão associados em série. Suas capaci- tâncias são iguais a 6 × 10 −6 F. A associação está submetida a uma tensão de 100 V. Qual é a carga equivalente do conjunto? a) 6 × 10 −6 Coulombs. b) 5 × 10 −5 Coulombs. c) 4 × 10 −4 Coulombs. d) 3 × 10 −5 Coulombs. *e) 2 × 10 −4 Coulombs. (UNIFENAS/MG-2014.1) - ALTERNATIVA: B Com relação aos processos de eletrização, pedem-se os sinais fi- nais das cargas obtidas pelos processos de atrito, contato e indução, respectivamente. a) iguais, iguais e diferentes. *b) opostos, iguais e opostos. c) opostos, opostos e opostos. d) iguais, iguais e iguais. e) iguais, opostos e iguais. (FGV/SP-2014.1) - ALTERNATIVA: E Duas placas metálicas planas A e B, dispostas paralela e verticalmente a uma distância mútua d, são eletrizadas com cargas iguais, mas de sinais opostos, criando um campo elétrico uniforme E → em seu interior, onde se produz um vácuo. A figura mostra algumas linhas de força na região mencionada. d M A B E → Uma partícula, de massa m e carga positiva q, é abandonada do repouso no ponto médio M entre as placas. Desprezados os efeitos gravitacionais, essa partícula deverá atingir a placa ________ com velocidade v dada por ____________ . Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas. a) A; v = m· E· d q d) B; v = √ m· E· d q b) A; v = q·E·d m *e) B; v = q·E·d m √ c) A; v = q·E·d m √ (FPS/PE-2014.1) - ALTERNATIVA: A Na figura abaixo, 5 capacitores iguais estão ligados em um circuito formado por uma associação mista de capacitores. O valor de cada capacitância é igual a 0.01 Farad. C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 A capacitância equivalente da associação mista será: *a) 0,02 Farad d) 0,1 Farad b) 0,01 Farad e) 0,2 Farad c) 0,04 Farad (FEI/SP-2014.1) - ALTERNATIVA: A No vácuo, qual é o potencial elétrico gerado por uma carga puntiforme q = 50 µC a 5 m de distância da carga? Dado: constante eletrostática do vácuo = 9 × 10 9 N m 2 /C 2 . *a) 9,0 × 10 4 V b) 4,5 × 10 5 V c) 1,1 × 10 6 V d) 3,0 × 10 5 V e) 4,5 × 10 6 V (PUC/SP-2014.1) - ALTERNATIVA: B Uma caixa contém n esferas metálicas idênticas, e apoiadas em suportes isolantes. Um aluno separa essas esferas em agrupamentos que contêm quantidades iguais de esferas; os agrupamentos estão distantes entre si e foram nomeados por A, B e C. Nos agrupamentos A e B, as esferas estão todas enfileiradas e encostadas umas com as outras. No agrupamento C, as esferas também estão enfileiradas, porém bem distantes umas das outras. Após esse procedimento, o mesmo aluno, segurando pelo suporte isolante uma outra esfera metálica, inicialmente eletrizada com carga Q e idêntica às n esferas metálicas contidas nos agrupamentos A, B e C, faz o contato sucessivo dessa esfera eletrizada com as esferas do agrupamen- to A, depois com as esferas do agrupamento B e, finalmente, com cada esfera individualmente do agrupamento C. Ao final desse procedimento, podemos afirmar que a carga final da esfera que estava inicialmente eletrizada com carga Q, será a) (n + 3) 2 9Q . 2 n ( ( 3 d) (n + 3) 2 . 2 n ( ( 3 3Q *b) (n + 3) 2 . 2 n 3 ( ( 9Q e) (n + 3) . 2 n ( ( 3 9Q c) (n + 3) . 2 n 3 ( ( 3Q (UERJ-2014.1) - RESPOSTA: ∆V = 400 V No experimento de Millikan, que determinou a carga do elétron, pequenas gotas de óleo eletricamente carregadas são borrifadas entre duas placas metálicas paralelas. Ao aplicar um campo elétrico uniforme entre as placas, da ordem de 2 × 10 4 V/m, é possível manter as gotas em equilíbrio, evitando que caiam sob a ação da gravidade. Considerando que as placas estão separadas por uma distância igual a 2 cm, determine a diferença de potencial necessária para estabelecer esse campo elétrico entre elas. (UFPR-2014.1) - RESPOSTA: E = 8,0 × 10 2 N/C Um próton é injetado no ponto O e passa a se mover no interior de um capacitor plano de placas paralelas, cujas dimensões estão indi- cadas na figura abaixo. E → v 0 → y θ x O 10 cm 2 c m O próton tem velocidade inicial v 0 → com módulo 1, 0 × 10 5 m/s e direção formando um ângulo θ igual a 45° com o eixo x horizontal. O campo elétrico está orientado na direção do eixo y conforme mostrado na figura. Considere a massa do próton igual a 1,6 × 10 −27 kg e sua carga igual 1,6 × 10 −19 C. Supondo que somente o campo elétrico uniforme no interior do capacitor atue sobre o pró- ton, calcule qual deve ser o mínimo módulo deste campo para que o próton não colida com a placa inferior. [email protected] 7 (UNICENTRO/PR-2014.1) - ALTERNATIVA: C Considere três esferas congruentes A, B e C com cargas elétricas Q, 2Q e nula, respectivamente. As esferas A e B são colocadas em contato e, em seguida, separadas. Na sequência, a esfera A é colocada em contato com a esfera C e, por fim, separadas. Em relação aos passos descritos, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, a carga elétrica final da esfera A. a) 0Q/3 b) 0Q/4 *c) 3Q/4 d) 3Q/2 e) 3Q Obs.: É necessário deixar claro que as esferas são condutoras. (UFG/GO-2014.1) - RESPOSTA: a) θ a = 30º b) θ b = 60º Um capacitor de placas paralelas é formado por duas placas metá- licas grandes ligadas a um gerador que mantém uma diferença de potencial tal que o campo elétrico uniforme gerado no interior do capacitor seja E = 20000 N/C. Um pêndulo simples, formado por um fio de massa desprezível e uma esfera de massa m = 6 g eletricamente carregada com carga q ≅ √3 µC , é colocado entre as placas, como ilustra a figura a seguir. Gerador θ Dado: g = 10 m/s 2 Considerando que a carga q não altera o campo elétrico entre as placas do capacitor, responda: a) para qual ângulo θ entre o fio e a vertical o sistema estará em equilíbrio estático? b) Se a diferença de potencial fornecida pelo gerador fosse tripli- cada, para que ângulo θ entre o fio e a vertical haveria equilíbrio estático? (UFSM/RS-2014.1) - ALTERNATIVA: C A tecnologia dos aparelhos eletroeletrônicos está baseada nos fenô- menos de interação das partículas carregadas com campos elétricos e magnéticos. A figura representa as linhas de campo de um campo elétrico. A B Assim, analise as afirmativas: I - O campo é mais intenso na região A. II - O potencial elétrico é maior na região B. III - Uma partícula com carga negativa pode ser a fonte desse campo. Está(ão) correta(s) a) apenas I. b) apenas II. *c) apenas III. d) apenas II e III. e) I, II e III. (UNCISAL-2014.1) - ALTERNATIVA: C [...] O coração funciona com estímulos elétricos que se propagam pelo músculo causando contração e, depois, relaxamento. “Às vezes, por causa de doença cardíaca, acidentes ou complicações ci- rúrgicas, o impulso engasga e não chega”, esclarece o professor Noedir Stolf, do Instituto do Coração, em São Paulo. Quando isso acontece, há fibrilação, isto é, o músculo entra em atividade caótica, sem conseguir contrair nem bombear o sangue. Em alguns casos, basta uma pancadinha no peito para eliminar a arritmia. Em caso de parada cardíaca, os médicos usam um desfibrilador, aparelho que dá choques no tórax. O efeito é o de uma pancada forte. O impacto normaliza a falha elétrica, fazendo o impulso ultrapassar a gagueira e chegar aonde deve. [...] Disponível em: http://super.abril.com.br. Acesso em: 03 nov. 2013 (adaptado). Foi aplicado um desfibrilador, que havia sido carregado a uma dife- rença de potencial de 7000 V, em um paciente acometido por uma parada cardiorrespiratória a uma corrente elétrica de 3,5 A, que atra- vessou o peito do paciente durante 10 ms. Qual é a capacitância do capacitor do desfibrilador? a) 10 × 10 −6 F b) 10 × 10 −3 F *c) 5 × 10 −6 F d) 10 × 10 4 F e) 4 × 10 1 F (UNITAU/SP-2014.1) - ALTERNATIVA: A A capacidade de um corpo condutor isolado de receber cargas elétricas está relacionada com a sua geometria e com o meio em que ele se encontra inserido. Num capacitor de placas paralelas, por exemplo, a sua capacitância, grandeza que define a capacidade acima citada, é dada por: C = ε 0 .S/d; onde S é a área da placa, ε 0 é a permissividade elétrica do vácuo e d a distância entre as placas. Quando inserimos esse capacitor num meio dielétrico em que ε = 4ε 0 , é CORRETO afirmar que *a) a razão entre a capacitância do capacitor inserido no vácuo pela capacitância do capacitor inserido no meio é 1/4. b) a razão entre a capacitância do capacitor inserido no meio pela capacitância do capacitor inserido no vácuo é 1/4. c) a razão entre a capacitância do capacitor inserido no vácuo pela capacitância do capacitor inserido no meio é 1. d) a razão entre a capacitância do capacitor inserido no vácuo pela capacitância do capacitor inserido no meio é 4. e) a razão entre capacitância do capacitor no meio pela capacitância do capacitor inserido no vácuo é 1. (UNITAU/SP-2014.1) - ALTERNATIVA: C O circuito abaixo foi usado para a carga do capacitor de capacitância C. O circuito é alimentado por uma fonte de tensão V 0 . O resistor R é usado para o controle no tempo da carga. + − + + − − V 0 C R Para esse circuito, é CORRETO afirmar que a) após todo o processo de carga ter sido estabelecido, a tensão V entre as placas do capacitor é menor que V 0 . b) após todo o processo de carga ter sido estabelecido, a tensão V entre as placas do capacitor é maior que V 0 . *c) após todo o processo de carga ter sido estabelecido, a carga Q armazenada no capacitor é Q = CV 0 , onde a tensão V entre as placas do capacitor é igual à V 0 . d) após todo o processo de carga ter sido estabelecido, a carga Q armazenada no capacitor é Q = CV, lembrando que V é a tensão entre as placas e, além disso, V > V 0 . e) Após todo o processo de carga ter sido estabelecido, a carga Q armazenada no capacitor é Q = 0,5CV 0 . [email protected] 8 (VUNESP/FMJ-2014.1) - ALTERNATIVA: D O cobalto é um elemento químico muito utilizado na medicina, principalmente em radioterapia. Seu número atômico é 27 e cada elétron tem carga elétrica de −1,6 × 10 −19 C. A carga elétrica total dos elé- trons de um átomo de cobalto é, em valor absoluto e em C, igual a a) 1,68 × 10 −18 . *d) 4,32 × 10 −18 . b) 4,32 × 10 −19 . e) 1,68 × 10 −19 . c) 4,32 × 10 −20 . UNIMONTES/MG-2014.1) - ALTERNATIVA: D Duas cargas de valor q estão sobre a reta r e distam 4x uma da outra. O ponto P está na metade da distância entre as cargas q. Uma carga Q é fixada a uma distância 2x do ponto P, sobre a reta s, perpendicular à reta r (veja a figura). Outra carga, de valor 3q, é também posicionada sobre a reta s, a uma distância x do ponto P e, dessa forma, é estabelecido o equilíbrio sobre o ponto P, sendo nulo o módulo do vetor campo elétrico nesse ponto. reta r reta s q q 3q Q 2x 2x 2x x P Dado: K 0 = 9×10 9 N.m 2 /C 2 A relação entre Q e q é dada por a) Q = 2q . b) Q = q . c) Q = 6q . *d) Q = 12q . (UNIMONTES/MG-2014.1) - ALTERNATIVA: C Entre duas placas, A e B, atua um campo elétrico uniforme, de mó- dulo E (veja a figura). A B E q Uma carga q é injetada entre os pontos A e B, deslocando-se, a partir do repouso, sob efeito de E, no sentido da placa A. É CORRETO afirmar que a) q é neutra. b) q é positiva. *c) q é negativa. d) q pode ser positiva ou negativa. (UNIOESTE/PR-2014.1) - ALTERNATIVA: D A figura abaixo representa uma carga pontual positiva Q, igual a 16 nC, e os pontos A, B, C, D e E. A distância ‘d’ é igual a 20 cm e a constante eletrostática do meio é igual a 9,0.10 9 N.m 2 .C −2 . A Q B D E C d d d d d Considerando o potencial igual a zero no infinito, assinale a alternativa CORRETA. a) O potencial elétrico no ponto A é igual a −0,72 kV. b) A diferença de potencial entre os pontos B e D é igual a +0,72 kV. c) O campo elétrico no ponto A possui intensidade igual a 3,6 kN.C −1 apontando para Q. *d) O campo elétrico no ponto D possui intensidade igual a 0,90 kN.C −1 apontando para E. e) O trabalho realizado pela força elétrica, quando uma carga pontual de 1,0 nC é transportada de B para D passando por C, é igual a 0,72 µJ. (UFPE-2014.1) - RESPOSTA: F VF F V Uma partícula carregada eletricamente penetra em uma região do espaço, no vácuo, onde há um campo elétrico uniforme e constante. O vetor campo elétrico E → é perpendicular à velocidade inicial da partícula. Despreze os efeitos da força gravitacional. Analise as afir- mações seguintes. 0-0) Embora a partícula esteja carregada, não há força sobre ela, pois não há campo magnético na região considerada, somente campo elétrico. 1-1) Embora não haja um campo magnético, há uma força sobre a partícula porque ela está carregada e na presença de um campo elétrico. 2-2) Embora haja uma força sobre a partícula, ela não a acelera, pois a força é perpendicular à trajetória da partícula. 3-3) Embora haja uma força sobre a partícula, não há trabalho realizado por esta força ao longo da trajetória. 4-4) A energia cinética da partícula cresce à medida que ela se desloca. (UEM/PR-2014.1) - RESPOSTA: SOMA = 19 (01+02+16) Quatro cargas elétricas, q 1 = −q 2 = q 3 = −q 4 = 1 C, estão dispostas no plano cartesiano e no vácuo, com suas posições dadas, respectivamente, pelas coordenadas (0,1), (1,1), (1,0) e (0,0). Com base nessas informações, analise as alternativas abaixo e assinale o que for correto. 01) Na posição (½,½), o campo elétrico resultante é nulo. 02) O vetor campo elétrico na posição (½,½), devido às cargas q 1 e q 2 , está disposto na direção horizontal e no sentido da esquerda para a direita. 04) Se colocarmos uma carga de prova q 0 na posição (½,½), o vetor força elétrica, que atuará em q 0 devido às cargas q 3 e q 4 , estará disposto na direção vertical e no sentido de baixo para cima. 08) Se colocarmos uma carga de prova q 0 na posição (1,½), a resultante de força elétrica sobre essa carga será nula. 16) Na posição (½,½), o potencial elétrico é nulo. (MACKENZIE/SP-2014.1) - ALTERNATIVA: A Duas pequenas esferas eletrizadas, com cargas Q 1 e Q 2 , separadas pela distância d, se repelem com uma força de intensidade 4.10 −3 N. Substituindo-se a carga Q 1 por outra carga igual a 3.Q 1 e aumentando-se a distância entre elas para 2.d, o valor da força de repulsão será *a) 3.10 −3 N d) 5.10 −4 N b) 2.10 −3 N e) 8.10 −4 N c) 1.10 −3 N MACKENZIE/SP-2014.1) - ALTERNATIVA: B A ilustração ao lado refere-se a um esquema simplificado de parte de uma válvula termiônica, também conhecida por diodo retificador. O filamento A é aquecido por efeito Joule e, devido ao potencial elétrico do filamento B, distante de A, 3,00 mm, elétrons se deslocam, a partir do repouso, de A para B, com aceleração praticamente constante. Se a d.d.p. V B – V A mede 300 V, os referidos elétrons estarão sujeitos a uma força de intensidade Dado: Carga do elétron = −1,6 × 10 −19 C a) 1,6 × 10 −17 N *b) 1,6 × 10 −14 N c) 3,0 × 10 −14 N d) 3,0 × 10 −11 N e) 4,8 × 10 −11 N A B 3,00 mm [email protected] 9 (ITA/SP-2014.1) - ALTERNATIVA: D Considere as afirmações a seguir: I. Em equilíbrio eletrostático, uma superfície metálica é equipotencial. II. Um objeto eletrostaticamente carregado induz uma carga uniformemente distribuída numa superfície metálica próxima quando em equilíbrio eletrostático. III. Uma carga negativa desloca-se da região de maior para a de menor potencial elétrico. IV. É nulo o trabalho para se deslocar uma carga teste do infinito até o ponto médio entre duas cargas pontuais de mesmo módulo e sinais opostos. Destas afirmações, é (são) correta(s) somente a) I e II. b) I, II e III. c) I, II e IV. *d) I e IV. e) III. (UFSC-2014.1) - RESPOSTA: SOMA = 24 (08+16) A figura 1 mostra um caminhão-tanque que pode ser utilizado no transporte de combustível das refinarias para os postos de com- bustível. O tanque usado para o transporte de combustível é todo metálico, com aberturas em cima para a colocação do combustível e inspeção e com saídas na parte de baixo para a transferência do combustível – figura 2 – para os postos de combustível. A transfe- rência do combustível do caminhão para o posto segue uma norma de procedimentos que servem para garantir a segurança de todos, principalmente no sentido de evitar fagulhas que possam dar início a uma explosão. Um dos principais procedimentos é aterrar o tanque ao solo. Figura 1 Disponível em: <http://veiculo.mercadolivre.com.br/MLB-49928 8089-tan que-de- 10-m-para-caminhao- pipa-ou-combustivel-_JM> Acesso em: 25 ago. 2013. Figura 2 Disponível em: <http://www.inteligenciaambiental.com. br/noti cias-integra. asp?noticia=2381–> Acesso em: 25 ago. 2013. Considerando o exposto acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. O potencial elétrico no interior do tanque eletricamente carregado pode ser analisado como um condutor metálico eletricamente carregado. Representa-se graficamente o potencial elétrico, dentro e fora do tanque, da seguinte forma: 02. Estando o tanque eletricamente neutro, ele não possui cargas elétricas. 04. Durante uma viagem, o tanque adquire uma carga elétrica de módu- lo 270,0 µC. O valor do campo elétrico e do potencial elétrico a 200,0 m do tanque vale, aproximadamente e respectivamente, 1,21 × 10 4 N/C e 60,75 V. Dado k 0 = 9,0 × 10 9 Nm 2 /C 2 . 08. O aterramento do tanque visa fazer com que o caminhão-tanque fique com uma carga elétrica resultante igual a zero, porque, em função dos pneus, feitos de borracha, e do seu atrito com o ar, o caminhão pode ficar eletricamente carregado. 16. Admitindo que o caminhão-tanque esteja carregado eletricamente, o campo elétrico no interior do tanque é zero e o potencial elétrico é constante, pois as cargas elétricas se encontram em repouso na superfície externa do tanque. (UEPG/PR-2014.1) - RESPOSTA: SOMA = 13 (01+04+08) A eletrização dos corpos pode ocorrer de três modos, a saber: ele- trização por contato, por atrito e por indução. A respeito desse fenô- meno, assinale o que for correto. 01) Na eletrização por atrito, os corpos se eletrizam com cargas elé- tricas de sinais contrários e de igual valor absoluto. 02) Se, quaisquer dois condutores, ambos eletrizados, forem colocados em contato, ao final da operação suas quantidades de carga serão iguais à média aritmética das quantidades de carga iniciais. 04) Têm-se três esferas condutoras idênticas, A, B e C, sendo que, A está neutra, B tem carga +8 C e C carga −6 C. Faz-se contato entre elas na seguinte sequência: A com B, em seguida B com C e, final-mente, C com A. Ao final desse processo as cargas das esferas serão Q A = 1,5 C, Q B = −1 C e Q C = 1,5 C. 08) Se dois corpos condutores eletrizados forem colocados em contato, a soma das quantidades de carga elétrica antes é igual à soma das quantidades de cargas elétricas depois do contato, porém, a quantidade de cargas elétricas de cada um dos corpos não é neces- sariamente igual. 16) Utilizando um corpo A, carregado positivamente para eletrizar um corpo B, neutro, aproxima-se A de B. Após a polarização de B, faz-se um aterramento do condutor neutro (ver figura abaixo). A B Os prótons descem, então, pelo fio até a Terra. No final do processo, o corpo B ficará carregado negativamente, já que “perdeu” prótons para a Terra. (UFJF/MG-2014.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO A diferença de potencial fornecida pela bateria do circuito da figura abaixo é igual a 12 V. C 1 C 2 C 3 C 4 ε Sendo os capacitores C 1 = 1µF, C 2 = 2µF, C 3 = 3µF e C 4 = 4/5 µF , CALCULE: a) A capacitância equivalente. b) A carga elétrica nos capacitores 1 e 3. c) A diferença de potencial nos capacitores 1 e 4. RESPOSTA UFJF/MG-2014.1: a) C = 2/3 µF b) Q 1 = 8 µC e Q 3 = 4,8 µC c) V 1 = 8 V e V 4 = 4 V (UFJF/MG-2014.1) - ALTERNATIVA: D Em uma determinada região do espaço, uma distribuição de cargas produziu a seguinte distribuição de linhas de força: C B A S S S Com relação à intensidade dos campos elétricos E A , E B e E C , nas superfícies S, nos pontos A, B e C, respectivamente, é CORRETO afirmar que: a) E C = EB > E A *d) E A > E C > E B b) E B > E C > E A e) E A > E B > E C c) E A = E B > E C [email protected] 10 (UFJF/MG-2014.1) - ALTERNATIVA: C Uma partícula carregada com carga q = 10,0 µC e massa m = 20,0 × 10 −8 kg está em uma região em que existe um campo elétrico de módulo E na mesma direção, porém com sentido oposto ao do campo gravitacional da Terra. Calcule o valor do campo elé- trico que fará com que a carga possua uma aceleração resultante a = 2 m/s 2 no sentido do campo elétrico. Despreze qualquer força de atrito e considere g = 10 m/s 2 . Marque a alternativa CORRETA. a) E = 2,40 N/C d) E = 0,12 N/C b) E = 1,20 N/C e) E = 0,42 N/C *c) E = 0,24 N/C (VUNESP/FAMECA-2014.1) - ALTERNATIVA: B Quatro esferas metálicas idênticas, A, B, C e D, estão inicialmente carregadas com cargas elétricas cujos valores estão indicados na tabela. corpo carga (C) A −2 × 10 19 · e B +6 × 10 18 · e C −5 × 10 18 · e D −7 × 10 18 · e Realiza-se a seguinte sequência de contatos: • A toca B, mantendo-se C e D à distância; as esferas são separadas. • C toca D, mantendo-se A e B à distância; as esferas são separadas. • A toca C, mantendo-se B e D à distância; as esferas são separadas. Sendo e = 1,6 × 10 –19 C o valor da carga elétrica elementar, é correto afirmar que após a sequência de contatos indicados, a carga elétrica adquirida pela esfera A, em coulombs, é um valor aproximado de a) – 100. d) + 10. *b) – 1. e) – 10. c) + 100. (UFRGS/RS-2014.1) - ALTERNATIVA: B Considere dois balões de borracha, A e B. O balão B tem excesso de cargas negativas; o balão A, ao ser aproximado do balão B, é repelido por ele. Por outro lado, quando certo objeto metálico isolado é aproximado do balão A, este é atraído pelo objeto. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. A respeito das cargas elétricas líquidas no balão A e no objeto, pode- se concluir que o balão A só pode .................... e que o objeto só pode ..................... . a) ter excesso de cargas negativas – ter excesso de cargas positivas. *b) ter excesso de cargas negativas – ter excesso de cargas positivas ou estar eletricamente neutro. c) ter excesso de cargas negativas – estar eletricamente neutro. d) estar eletricamente neutro – ter excesso de cargas positivas ou estar eletricamente neutro. e) estar eletricamente neutro – ter excesso de cargas positivas. (CESGRANRIO/RJ-2014.1) - ALTERNATIVA: C Um aluno faz uma experiência no laboratório de sua escola com três esferas metálicas idênticas, A, B e C, que possuem as cargas elétricas Q, 2Q e 3Q, respectivamente. Primeiro, ele coloca as esferas A e B em contato e espera que o equilíbrio eletrostático seja atingido. Em seguida, ele coloca a esfera A a uma distância de 1,0 m da esfera C, e verifica que o módulo da força entre as esferas A e C é de 1620 N. Qual é o valor, em coulombs, da carga Q? Dado: Constante de Coulomb = 9,0 × 10 9 Nm 2 /C 2 . a) 1,0 × 10 −4 d) 2,6 × 10 −4 b) 1,7 × 10 −4 e) 3,0 × 10 −4 *c) 2,0 × 10 −4 (UNICAMP/SP-2014.1) - RESPOSTA: Q = 1,0 pC O sistema de imagens street view disponível na internet permite a visualização de vários lugares do mundo através de fotografias de alta definição, tomadas em 360 graus, no nível da rua. Nas câmeras fotográficas modernas, a captação da imagem é feita normalmente por um sensor tipo CCD (Charge Couple Devide). Esse tipo de dispositivo possui trilhas de capacitores que acumulam cargas elétricas proporcionalmente à intensidade da luz incidente em cada parte da trilha. Considere um conjunto de 3 capacitores de mesma capacitância C = 0,6 pF , ligados em série conforme a figura abaixo. V C C C Se o conjunto de capacitores é submetido a uma diferença de potencial V = 5,0 V, qual é a carga elétrica total acumulada no conjunto? (SENAC/SP-2014.1) - ALTERNATIVA: B Uma esfera condutora A, de raio R A e eletrizada positivamente, é ligada a outra esfera condutora B, de raio R B e descarregada. Quando for atingida a situação final de equilíbrio eletrostático, a ra- zão entre as cargas elétricas Q A /Q B nas esferas, será a) 1. *b) R A /R B . c) R B /R A . d) (R A /R B ) 2 . e) (R B /R A ) 2 . [email protected] 11 VESTIBULARES 2014.2 (IF/CE-2014.2) - ALTERNATIVA: A Três esferas A, B e C, metálicas e idênticas, estão carregadas com cargas respectivamente iguais a 20 µC, 12 µC e 5 µC. Uma quarta esfera D, metálica e idêntica às anteriores, está inicialmente descarregada. Coloca-se D em contato com A. Em seguida, esse contato é desfeito e a esfera D é colocada em contato com B. Novamente o contato é desfeito e a esfera D é colocada em contato com C. Su- pondo que não haja troca de cargas elétricas com o meio exterior, a carga final de D, em µC, é de: *a) 8 b) 12 c) 20 d) 5 e) nula (UFU/MG-2014.2) - ALTERNATIVA: B Uma pessoa, durante o processo de inflar um balão de festa, produz atrito entre o balão e o tecido de lã de sua roupa. Depois do balão cheio, a pessoa observa que ele é atraído por sua mão, mas repelido por um segundo balão inflado de modo similar. Quais são, respectivamente, as cargas do primeiro balão, da mão da pessoa e do segundo balão? a) Positivo, positivo, positivo. *b) Negativo, neutro, negativo. c) Negativo, positivo, positivo. d) Positivo, neutro, negativo. (UNIGRANRIO/RJ-2014.2) - ALTERNATIVA: B Um elétron, com uma velocidade de 1,00 × 10 6 m/s, penetra horizontalmente em uma região de campo elétrico uniforme que exerce sobre ele uma força vertical constante de 2,00 × 10 –15 N. Determine a distância horizontal de deflexão sofrida pelo elétron quando este percorre uma distância vertical de 0,10 mm. Dado: considere a massa do elétron: 9,00 × 10 –31 kg. Despreze a força gravitacional. a) 0,03 mm *b) 0,30 mm c) 3,00 mm d) 0,20 mm e) 2,00 mm (UNIGRANRIO/RJ-2014.2) - ALTERNATIVA: D Conforme mostra a figura, quatro cargas estão dispostas nos vérti- ces de um quadrado de lado a: –2q no vértice superior esquerdo; –5q no vértice superior direito; –5q no vértice inferior esquerdo; e x no vértice inferior direito. a –2q –5q –5q a x Sabendo que o módulo do campo elétrico resultante no centro do quadrado vale 9 × 10 2 N/C e que a carga x é positiva, determine o valor de x. Dados: k = 9×10 9 Nm 2 /C 2 ; a = 1×10 –2 m; q = 2×10 –12 C. a) q b) 2q c) 3q *d) q/2 e) 5q (UDESC-2014.2) - ALTERNATIVA: A Analise as proposições a respeito da eletrostática. I. A intensidade das interações elétricas de uma partícula depende de sua carga elétrica, que pode ser positiva, negativa ou neutra. II. O potencial elétrico é uma grandeza escalar, enquanto o campo elétrico é uma grandeza vetorial. III. O campo elétrico no interior de um condutor carregado que atin- giu o equilíbrio eletrostático é nulo, enquanto o potencial elétrico tem um valor constante. IV. As superfícies equipotenciais são perpendiculares às linhas de força em cada ponto do campo elétrico. Assinale a alternativa correta. *a) Somente as afirmativas II, III e IV são verdadeiras. b) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. c) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. d) Somente as afirmativas I, III e IV são verdadeiras. e) Todas as afirmativas são verdadeiras. (VUNESP/UNICID-2014.2) - ALTERNATIVA: C Em um raio típico, a diferença de potencial entre a nuvem e o solo é igual a 1,0 × 10 8 V e a quantidade de carga elétrica transportada é, em módulo, igual a 25 C. O número de meses que a energia elétrica dissipada nesse raio poderia abastecer uma residência, com consumo médio mensal de 200 kWh (7,20 × 108 J), é de aproximadamente a) 6,0. b) 2,0. *c) 3,5. d) 1,5. e) 7,5. (UNITAU/SP-2014.2) - ALTERNATIVA: A A figura abaixo mostra uma partícula cujas dimensões são despre- zíveis, localizada em uma região do espaço onde atua um campo elétrico uniforme E. A massa da partícula é igual a m, e sua carga elétrica é q (q > 0). As únicas forças que atuam sobre a partícula são devidas aos campos gravitacional terrestre (g) e elétrico E, e a partícula permanece em repouso (estática) em relação a um referencial inercial. x y E P Nessas condições, o módulo do campo E é igual a *a) E = mg q d) E = 2mg q b) E = mq g e) E = 2mq g c) E = mg 2q (MACKENZIE/SP-2014.2) - ALTERNATIVA: E Três pequenas esferas idênticas A, B e C estão eletrizadas com cargas elétricas Q A , Q B e Q C , respectivamente, encontram-se em equilíbrio eletrostático sobre um plano horizontal liso, como mostra a figura abaixo. Q B Q C Q A 2d d Quanto aos sinais das cargas elétricas de cada esfera eletrizada, podemos afirmar que a) todas as esferas estão eletrizadas com cargas elétricas de mesmo sinal. b) as esferas A e B estão eletrizadas com cargas elétricas positivas e a esfera C está eletrizada com cargas elétricas negativas. c) as esferas A e B estão eletrizadas com cargas elétricas negativas e a esfera C está eletrizada com cargas elétricas positivas. d) as esferas B e C estão eletrizadas com cargas elétricas negativas e a esfera A está eletrizada com cargas elétricas positivas. *e) as esferas A e C estão eletrizadas com cargas elétricas positivas e a esfera B está eletrizada com cargas elétricas negativas. [email protected] 12 (PUC/RS-2014.2) - ALTERNATIVA: D Uma pequena esfera de peso 6,0 × 10 –3 N e carga elétrica 10,0 × 10 –6 C encontra-se suspensa verticalmente por um fio de seda, isolante elétrico e de massa desprezível. A esfera está no interior de um campo elétrico uniforme de 300 N/C, orientado na vertical e para baixo. Considerando que a carga elétrica da esfera é, inicialmente, positiva e, posteriormente, negativa, as forças de tração no fio são, respectivamente, a) 3,5.10 –3 N e 1,0.10 –3 N b) 4,0.10 –3 N e 2,0.10 –3 N c) 5,0.10 –3 N e 2,5.10 –3 N *d) 9,0.10 –3 N e 3,0.10 –3 N e) 9,5.10 –3 N e 4,0.10 –3 N (ACAFE/SC-2014.2) - ALTERNATIVA: A Na área médica, o estudo das células tem um importante papel. Esse estudo, do ponto de vista físico e químico, fornece informações do funcionamento do corpo humano. O conhecimento dos íons existentes nas paredes das células, por exemplo, fornece informações que, tratadas pelos conhecimentos físicos, podem ajudar a entender os mecanismos de funcionamento celular. Considere que há um excesso de íons positivos na parede externa da membrana celular, e um excesso de íons negativos na parede interna da mesma, ou seja, a membrana celular se comporta como um capacitor elétrico (placas paralelas eletrizadas com cargas de sinais opostos). Neste sentido, assinale a alternativa correta. *a) O sentido do campo elétrico no interior da membrana é de fora para dentro. b) Na região entre a parede externa e interna (no interior da membrana celular) o potencial é nulo. c) O potencial elétrico na parede externa da membrana é menor do que o potencial elétrico na parede interna. d) O campo elétrico no interior da membrana celular é nulo. (IFSUL/MG-2014.2) - ALTERNATIVA: B No fim do século XVIII o francês Charles Augustin de Coulomb formulou a Lei da Força Elétrica, conhecida como Lei de Coulomb: A intensidade da força de interação entre duas cargas elétricas, q 1 e q 2 , puntiformes é proporcional ao produ- to das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância r entre elas. Matematicamente a formulação segue a seguinte expressão: F = 4πε 0 1 r 2 |q 1 |.|q 2 | A constante ε 0 é a permissividade do vácuo, cuja unidade, no Siste- ma Internacional de Unidades, é dada por: a) [N].[m] 2 / [C] 2 *b) [C] 2 / ([N].[m] 2 ) c) [C] / ([N].[m] 2 ) d) [N].[m] 2 / [C] (IF/SC-2014.2) - RESPOSTA: SOMA = 17 (01+16) “Gaiola de Faraday” consiste em uma espécie de jaula metálica que apresenta algumas características quando se refere a campo elé- trico e potencial elétrico. Ela permite proteger quem estiver dentro dela de qualquer descarga elétrica. Uma das aplicações da gaiola de Faraday é no sistema de proteção contra raios utilizados na construção civil, que consiste em colocar a construção dentro desta “gaiola”, que são cabos metálicos que passam por fora do prédio, de forma discreta. Imagem disponível em: http://www.recantododragao.com.br/2013/03/04/tem- pestade-solar-e-a-gaiola-de-faraday. Acesso em: 5 abr 2014. Com base no que foi exposto, assinale no cartão-resposta a soma da(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. O campo elétrico no interior da gaiola é nulo e consequentemen- te o potencial elétrico no seu interior é constante. 02. A gaiola só funciona com materiais ferromagnéticos. 04. O campo elétrico no interior da gaiola é nulo, assim como o potencial elétrico. 08. A gaiola de Faraday oferece uma blindagem para ondas eletro- magnéticas e mecânicas. 16. Um automóvel funciona como uma gaiola de Faraday, protegen- do seus ocupantes de qualquer descarga elétrica externa. (UNIMONTES/MG-2014.2) - ALTERNATIVA: D Duas cargas q e Q, separadas por uma distância d, estão localiza- das nos pontos P 1 e P 2 , respectivamente (veja a figura). P 1 P 2 P 3 d 3d / 2 q Q As cargas estão posicionadas no vácuo, sujeitas à constante ele- trostática de módulo k. No ponto P 3 , a uma distância (3d / 2) da carga q, o campo elétrico possui módulo nulo. Marque a alternativa que apresenta uma relação CORRETA entre q e Q, de modo que as condições descritas sejam satisfeitas. a) q = 9Q. b) Q = −9q . c) Q = 9q *d) q = −9Q. (UNIMONTES/MG-2014.2) - ALTERNATIVA: C Quatro cargas elétricas estão dispostas conforme o desenho abaixo. −2q +q +q −q 2a a Sendo V 0 = kq / a, o valor do potencial elétrico no centro geométrico da figura, em termos de V 0 , é: a) −V 0 . b) − √2 1 V 0 . *c) − √5 2 V 0 . d) − √3 2 V 0 . (SENAI/SP-2014.2) - ALTERNATIVA: B Três esferas metálicas idênticas, A, B e C, estão dispostas sobre uma superfície isolante. A esfera A está eletricamente carregada com carga 20 µC e as esferas B e C estão neutras. Após colocar a esfera A em contatos sucessivos com B e C, respectivamente, coloca-se a esfera A em contato com a esfera B. A carga final da esfera B é de a) 10 µC. *b) 7,5 µC. c) 6,7 µC. d) 5,0 µC. e) 2,5 µC. [email protected] 13 (UECE-2014.2) - ALTERNATIVA: C Duas placas metálicas idênticas estão submetidas a potenciais elé- tricos diferentes. As placas são sobrepostas uma à outra com um isolante elétrico entre elas. O dispositivo assim formado comporta- se como um(a) a) indutor. b) resistor. *c) capacitor. d) bateria. (UNIMONTES/MG-2014.2) - ALTERNATIVA: A Sabe-se que um corpo, quando carregado, tem excesso de prótons ou de elétrons. A carga elétrica elementar vale e = 1,6 × 10 −19 Cou- lomb. Das alternativas seguintes, assinale a que NÃO pode ser uma magnitude de carga elétrica total num corpo, em Coulomb. *a) 1,76 × 10 −19 . b) 1,60×10 −18 . c) 3,20×10 −19 . d) −6,40×10 −19 . (SENAI/SP-2014.2) - ALTERNATIVA: D Dois corpos pontuais, A e B, carregados com cargas Q e −4 Q, respectivamente, estão separados por uma distância de 4 m no vácuo. Outro corpo, C, eletrizado com carga −2 Q está equidistante dos dois corpos. Os três corpos estão em um mesmo alinhamento. Nessas condições, a resultante das forças elétricas sobre o corpo C tem intensidade a) kQ 2 . b) kQ / 2. c) kQ / 4. *d) 5kQ 2 / 2. e) 13kQ 2 / 4 (UFPE-2014.2) - RESPOSTA: E = 12 N/C Uma partícula pontual, com carga elétrica positiva q = 3,0 µC (1 µC = 10 −6 C) e massa m = 3,6 × 10 −6 kg, é colocada dentro de uma casca esférica de material isolante carregada uniformemente com carga positiva. g → casca carregada partícula carregada Sabendo-se que a partícula fica em equilíbrio estático em uma certa altura ao longo da linha vertical que liga o centro da casca ao ponto mais baixo da casca, calcule o módulo do campo elétrico produzido pela casca na posição da partícula, em newton por coulomb. (UFPE-2014.2) - RESPOSTA: q 2 = 2,0 µC Os capacitores 1 e 2, de capacitâncias C 1 = 4,0 µF e C 2 = 1,0 µF (1 µF = 10 −6 F), estão carregados com cargas q 1 = 8,0 µC e q 2 = 2,0 µC, respectivamente, como mostrado na figura a seguir. Ch q 2 C 1 C 2 q 1 Em t = 0, a chave Ch é fechada. Qual é a carga do capacitor 2 depois que a chave é fechada, em µC? (IF/SC-2014.2) - ALTERNATIVA: B Atingido por um raio na noite da última quinta-feira, o dedo médio da mão direita do Cristo Redentor (aquele popularmente conhecido como “pai de todos”) será restaurado [...]. A restauração será feita com incentivos da Lei Rouanet e pelo Instituto do Patrimônio Históri- co e Artístico Nacional (Iphan). Disponível em: http://veja.abril.com.br/noticia/brasil/dedo-de-cristo-redentor- serarestaurado. Acesso: 20 mar. 2014. [Adaptado] A descarga elétrica a que o texto se refere aconteceu no dia 16/01/2014. Assinale a alternativa que explica CORRETAMENTE o fenômeno ao qual o Cristo Redentor foi vítima. a) O ar é bom condutor de eletricidade. *b) Entre o Cristo Redentor e a nuvem havia uma diferença de potencial que permitiu a descarga elétrica. c) O Cristo Redentor foi construído de material condutor. d) Existe um excesso de carga elétrica na Terra. e) A descarga elétrica foi um aviso para que o ser humano trate melhor o planeta em que vive. (IF/SC-2014.2) - ALTERNATIVA: D Eletrizar um corpo significa deixá-lo com uma diferença entre o nú- mero de cargas positivas e negativas. Um corpo carregado positivamente significa que tem mais cargas positivas do que negativas. Um corpo carregado negativamente tem mais cargas negativas do que positivas. É CORRETO afirmar que os três processos de eletrização são: a) condução, radiação e convecção. b) atrito, contato e condução. c) indução, condução e radiação. *d) atrito, contato e indução. e) evaporação, ebulição e calefação. (FATEC/SP-2014.2) - ALTERNATIVA: E Descargas elétricas atmosféricas ocorrem devido à eletrização de elementos presentes em uma região, sejam nuvens, sejam árvores, aviões, construções e até pessoas. Geralmente, o que contribui para essas descargas é um fenômeno chamado “poder das pontas”, pois, nas extremidades dos objetos, a densidade de cargas elétricas é maior. Porém, essas descargas só são visíveis se, durante a mo- vimentação de partículas portadoras de cargas elétricas entre os diferentes potenciais elétricos, elas romperem a barreira dielétrica, aquecendo o ar à sua volta e transformando energia cinética em tér- mica e luminosa. Geralmente, podemos observar um ramo principal e alguns secundários dessas descargas. (http://m.lacapital.com.ar/export/1390010632657/sites/core/ image- nes/2014/01/18/0118-ig2401--telam.jpg_1122219374.jpg) Com base nessas informações e na figura apresentada, podemos afirmar que a) no momento da foto, não ocorreu o fenômeno do “poder das pontas”. b) na mão do Cristo Redentor, uma pessoa também de braços aber- tos não sofreria uma descarga elétrica. c) na foto, observa-se que a diferença de potencial elétrico está estabelecida apenas entre as duas mãos do Cristo Redentor. d) no instante representado pela foto, as partículas portadoras de cargas elétricas não se movimentaram, pois só existe ramo principal. *e) na foto apresentada, pode-se observar a conversão de energia luminosa, acompanhada de ruptura dielétrica conforme descrito no texto. [email protected] 14 (IF/SP-2014.2) - ALTERNATIVA OFICIAL: D Em uma festa de aniversário infantil, um mágico brinca com as crian- ças usando os princípios físicos. Para isso ele pendura duas bexigas cheias de ar, próximas, por uma linha isolante bem leve. Após isso, executa os seguintes passos: I Mostra às crianças que as bexigas estão para- das lado a lado; II Esfrega-se cada uma das bexigas, uma após a outra, com uma flanela de algodão; III Ao soltá-las, observa-se afastamenteo entre ambas; IV Toca com a mão em umas delas, na parte em que foi atritada; V Ao soltá-la, nota-se aproximação de ambas as bexigas. Com esses passos, é correto afirmar que a) Em I, as bexigas estão sem cargas elétricas. b) Em II, realiza-se eletrização por contato. c) Em III, comprova-se que cada bexiga ficou eletrizada com cargas elétricas de sinais opostos. *d) Em IV, o mágico realiza neutralização por aterramento. e) Em V, comprova-se que cada bexiga ficou eletrizada com cargas elétricas de mesmo sinal. (UEM/PR-2014.2) - RESPOSTA: SOMA = 22 (02+04+16) Analise as alternativas abaixo e assinale o que for correto. 01) O eletroscópio é um instrumento de medidas que permite determinar a quantidade e o sinal do excesso de cargas elétricas de corpos eletrizados. 02) Corpos que apresentam excesso ou falta de elétrons são chamados corpos eletrizados. 04) Em um sistema físico isolado, a somatória das cargas elétricas é constante. 08) Após a eletrização por indução, o induzido e o indutor apresentam excesso de cargas elétricas de mesmo sinal. 16) Dois corpos, quando eletrizados atritando-se um contra o outro, ficam com excesso de cargas elétricas de mesma quantidade, po- rém de sinais opostos. (UEM/PR-2014.2) - RESPOSTA: SOMA = 27 (01+02+08+16) Considere um capacitor de placas paralelas e infinitas de capacitân- cia C, disposto no vácuo ao nível do mar. As placas do capacitor encontram-se na horizontal, estão separadas por uma distância D uma da outra e a placa negativa encontra-se acima da placa positiva. Uma carga de prova, de carga Q e massa M, é colocada no ponto D/2 , onde permanece em equilíbrio. Com base nessas informações, analise as alternativas abaixo e assinale o que for correto. 01) O campo elétrico no interior das placas do capacitor é uniforme e possui intensidade Mg/Q, sendo g o módulo do vetor aceleração gravitacional no ponto D/2. 02) A energia potencial elétrica acumulada entre as placas do capacitor, imediatamente antes de a carga elétrica ser introduzida em seu interior, vale Q 0 2 / 2C, sendo Q 0 a carga elétrica líquida de uma das placas do capacitor. 04) A carga elétrica Q acumula uma energia potencial elétrica de MgD/2C quando permanece em equilíbrio no ponto D/2. 08) A força gravitacional sobre a carga Q possui intensidade QE, sendo E o módulo do vetor campo elétrico uniforme no interior das placas do capacitor. 16) O campo elétrico no interior das placas do capacitor está direcio- nado na vertical, no sentido de baixo para cima. (UEM/PR-2014.2) - RESPOSTA: SOMA = 07 (01+02+04) Considere uma região do espaço onde existe vácuo e um campo elétrico uniforme. Nessa região, os pontos A, B e C formam uma linha reta paralela à direção do campo elétrico, e o potencial elétrico em A e B é de 1200 V e 1000 V, respectivamente. O ponto A está 0,2 m distante de B, enquanto o ponto C está 0,6 m distante de A e 0,4 m distante de B. Com base nessas informações, analise as alternativas abaixo e assinale o que for correto. 01) A intensidade do campo elétrico uniforme nessa região do espa- ço é de 1000 V/m. 02) O potencial elétrico no ponto C é de 600 V. 04) A diferença de potencial elétrico entre os pontos A e C é de 600 V. 08) O trabalho realizado pela força elétrica associada ao campo elé- trico uniforme, para levar uma carga elétrica de 1 × 10 –6 C de B até C, é de −2 × 10 –4 J. 16) A energia potencial elétrica acumulada em uma carga elétrica de 1 × 10 –6 C, colocada sobre o ponto A, vale 2 × 10 –6 J. (UNITAU/SP-2014.2) - ALTERNATIVA: A A figura abaixo mostra uma partícula cujas dimensões são despre- zíveis, localizada em uma região do espaço onde atua um campo elétrico uniforme E. A massa da partícula é igual a m, e sua carga elétrica é q (q > 0). E → P → y x As únicas forças que atuam sobre a partícula são devidas aos campos gravitacional terrestre (g) e elétrico E, e a partícula permanece em repouso (estática) em relação a um referencial inercial. Nessas condições, o módulo do campo E é igual a *a) E = mg/q. b) E = mq/g c) E = mg/2q. d) E = 2mg/q. e) E = 2mq/g. (UECE-2014.2) - ALTERNATIVA: D Considere o campo elétrico gerado por duas cargas elétricas puntiformes, de valores iguais e sinais contrários, separadas por uma dis- tância d. Sobre esse vetor campo elétrico nos pontos equidistantes das cargas, é correto afirmar que a) tem a direção perpendicular à linha que une as duas cargas e o mesmo sentido em todos esses pontos. b) tem a mesma direção da linha que une as duas cargas, mas varia de sentido para cada ponto analisado. c) tem a direção perpendicular à linha que une as duas cargas, mas varia de sentido para cada ponto analisado. *d) tem a mesma direção da linha que une as duas cargas e o mesmo sentido em todos esses pontos. (UECE-2014.2) - ALTERNATIVA: A Uma carga puntiforme está fixa na origem de um sistema de coordenadas cartesianas. É correto afirmar que o potencial elétrico gerado por essa carga é constante em todos os pontos de coordenadas (x,y) tais que *a) x 2 + y 2 = constante. b) x + y = constante. c) 1 / x 2 + 1 / y 2 = constante. d) 1 / x + 1 / y = constante. (UEPG/PR-2014.2) - RESPOSTA: SOMA = 24 (08+16) Considerando três pequenas esferas metálicas idênticas e isoladas uma da outra. Duas delas (A e B) estão neutras e a terceira (C) está eletrizada positivamente com carga igual a Q. Sobre esse evento físico, assinale o que for correto. 01) Aproximando, sem que haja contato, as esferas A e B, ocorrerá entre elas uma interação repulsiva. 02) Colocando em contato as esferas A e B, elas trocarão cargas elétricas ficando eletrizadas com cargas de sinais contrários. 04) Aproximando, sem que haja contato, as esferas A, B e C, as esferas A e B serão repelidas pela esfera C. 08) Colocando em contato as esferas A e C, ambas ficarão carregadas com cargas iguais a Q/2. 16) Após o contato com a esfera A, a esfera C é posta em contato com a esfera B e ambas adquirem cargas iguais a Q/4. [email protected] 15 (UEPG/PR-2014.2) - RESPOSTA: SOMA = 03 (01+02) Na figura abaixo, duas cargas puntiformes q e –2q estão separadas por uma distância d. Sobre esse evento físico, assinale o que for correto. 01) O campo elétrico gerado pelas duas cargas no ponto médio entre elas tem módulo igual a E → | | = 12K q d 2 e sentido da esquerda para a direita. 02) O campo elétrico gerado pelas duas cargas na posição d/2, à esquerda da carga q, tem módulo igual a E → | | = 28K q 9d 2 e sentido da direita para a esquerda. 04) O campo elétrico gerado pelas duas cargas na posição d/2, à direita da carga –2q, tem módulo igual a E → | | = 68K q 9d 2 e sentido da esquerda para a direita. 08) A força resultante sobre uma carga q colocada no ponto médio entre as cargas q e –2q tem módulo igual a F R → | | = 24K d 2 q 2 . 16) A força que a carga –2q exerce sobre a carga q é o dobro da força que a carga q exerce sobre a carga –2q. (UEPG/PR-2014.2) - RESPOSTA: SOMA = 11 (01+02+08) Sobre a natureza dos corpos, eletrizados ou neutros, assinale o que for correto. 01) Em um corpo eletrizado, o número de cargas elétricas positivas e negativas não são iguais. 02) Quando atritados, dois corpos neutros, constituídos por materiais diferentes, eletrizam-se com cargas de sinais contrários, devido ao princípio da conservação da carga elétrica. 04) Um corpo neutro não possui cargas elétricas. 08) Ao aproximar um condutor eletrizado de um condutor neutro, sem haver contato, o neutro continua com carga total nula, porém, é atraído pelo eletrizado. (UNIFENAS/MG-2014.2) - ALTERNATIVA: E Levando-se em consideração que exista no espaço uma carga de 5 × 10 −6 Coulombs, obtenha o módulo do campo elétrico em um pon- to situado a 3 centímetros da carga. Adote K = 9 × 10 9 N.m 2 .C −2 . a) 1 × 10 7 N/C. b) 2 × 10 7 N/C. c) 3 × 10 7 N/C. d) 4 × 10 7 N/C. *e) 5 × 10 7 N/C. [email protected] 16 ELETRICIDADE ELETRODINÂMICA VESTIBULARES 2014.1 (UERJ-2014.1) - ALTERNATIVA: D Cinco resistores de mesma resistência R estão conectados à bateria ideal E de um automóvel, conforme mostra o esquema: R R R R R M N E Inicialmente, a bateria fornece ao circuito uma potência P I . Ao estabelecer um curto-circuito entre os pontos M e N, a potência fornecida é igual a P F . A razão P F P I é dada por: a) 7 9 . b) 14 15 . c) 1 . *d) 7 6 . (VUNESP/UFSCar-2014.1) - ALTERNATIVA: E Um professor pede a seus alunos que tabelem as leituras do voltí- metro e do amperímetro associados aos circuitos 1, 2 e 3, quando esses circuitos são conectados, um de cada vez, aos terminais A e B de um gerador ideal. Os resistores utilizados têm igual valor ôhmico. A V Circuito 1 A V Circuito 3 A V Circuito 2 A B Após a série de leituras, os alunos construíram a seguinte tabela: Número do circuito Leitura do voltímetro Leitura do amperímetro 1 12 1,2 2 6 0,6 3 4 0,4 A partir da análise da tabela, os alunos puderam concluir acertada- mente que, em circuitos série, à medida que se aumenta o número de resistores associados, a resistência equivalente da associação ____________ , a diferença de potencial entre os extremos de um mesmo resistor _____________ e a intensidade de corrente elétrica no circuito _______________. Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do texto. a) diminui – diminui – diminui b) diminui – aumenta – aumenta c) aumenta – aumenta – aumenta d) aumenta – aumenta – diminui *e) aumenta – diminui – diminui (UFPE-2014.1) - ALTERNATIVA: D Para iluminar a oca central da aldeia são utilizadas lâmpadas incandescentes de 40,00 W de potência. Sabendo-se que elas são fabri- cadas para funcionar ligadas à tensão nominal de 220,0 V, calcule a resistência elétrica de cada lâmpada, em ohms. a) 5,5 b) 55 d) 550 *d) 1210 e) 1500 (PUC/RJ-2014.1) - ALTERNATIVA: E Um circuito elétrico é montado com uma bateria de 120 V e uma lâmpada. Verifica-se que a potência dissipada pela lâmpada é de 40 watts. Calcule a resistência da lâmpada em ohms. a) 1,7 b) 13,3 c) 40 d) 180 *e) 360 (PUC/RJ-2014.1) - ALTERNATIVA: B Considere o circuito abaixo, onde a fem vale ε = 2,0 V, e todos os resistores têm o mesmo valor de resistência, R = 10 Ω. ε A B A corrente elétrica que percorre o trecho entre os pontos A e B é, em amperes: a) 0,05 *b) 0,12 c) 0,20 d) 1,2 e) 8,3 (UFRN-2014.1) - ALTERNATIVA: A Na figura a seguir, está esquematizado um sistema de geração, transmissão e consumo de energia, constituído de uma hidrelétrica, linha de transmissão e uma residência com diversos aparelhos que consomem energia elétrica. Torres de transmissão Gerador Água Turbina Transformador Fios elétricos Lâmpada Chuveiro Liquidificador No processo de geração e consumo de energia elétrica esquematizado acima, ocorrem várias transformações de energia. Considere duas delas: I - cinética em elétrica II - elétrica em cinética Analisando o esquema, é correto afirmar que *a) a transformação I ocorre entre a turbina e o gerador, e a II, entre os fios elétricos e o motor do liquidificador. b) a transformação I ocorre entre a água no nível h e a turbina, e a II entre o gerador e a água no nível h. c) a transformação I ocorre entre os fios elétricos e o motor do liquidificador, e a II, entre a turbina e o gerador. d) a transformação I ocorre entre o gerador e a água no nível h, e a II, entre a água no nível h e a turbina. [email protected] 17 (UFRN-2014.1) - ALTERNATIVA: A Com o objetivo de adquirir um forno de micro-ondas, um consumidor fez uma pesquisa na internet para conhecer as especificações dos aparelhos disponíveis no mercado. Após examinar várias opções, ele decidiu comprar um forno que apresentava as seguintes especi- ficações elétricas: 110 V; 220 V 50 – 60 Hz 1350 kW·h As grandezas físicas acima especificadas são, respectivamente, *a) voltagem, frequência e energia. b) corrente, voltagem e energia. c) voltagem, corrente e frequência. d) corrente, energia e frequência. (UFRN-2014.1) - ALTERNATIVA: D As principais fontes de consumo de energia elétrica de uma resi- dência são a máquina de lavar, a geladeira, o chuveiro elétrico e o ferro de passar roupas. A tabela a seguir fornece a potência e o tempo efetivo de uso diário de cada um desses aparelhos para uma residência. Aparelho Potência (kW) Tempo de uso diário (horas) Máquina de lavar 0,5 2 Chuveiro elétrico 4,0 1/2 Geladeira 0,4 10 Ferro de engomar 0,8 1 Nas condições descritas na tabela acima, o aparelho que, diariamente, consume mais energia elétrica na residência é a) o chuveiro. b) a máquina de lavar. c) o ferro de passar. *d) a geladeira. (UNICENTRO/PR-2014.1) - ALTERNATIVA: A Um jovem comprou uma lâmpada de 100 W (240 V), porém, ao ligá- la, percebeu que a iluminação estava muito abaixo daquela indicada na embalagem. Considerando que a rede elétrica da residência seja de 120 V, assinale a alternativa que apresenta a explicação correta para esse fato. *a) Ao ligar a lâmpada em 120 V, a potência fornecida foi de 25 W. b) Ao ligar a lâmpada em 120 V, a potência fornecida foi de 50 W. c) Ao ligar a lâmpada em 120 V, a potência fornecida foi de 100 W e a resistência diminuiu. d) A resistência da lâmpada aumentou, por isso a iluminação foi baixa. e) A resistência da lâmpada diminuiu, por isso a iluminação foi baixa. (CESGRANRIO-FMP/RJ-2014.1) - ALTERNATIVA: B Os valores de três resistores formam uma progressão aritmética. As resistências equivalentes quando os três são ligados em série e quando os três são ligados em paralelo são, respectivamente, 15 Ω e 33 40 Ω. Multiplicando-se os números que correspondem aos valores desses três resistores obtém-se a) 45 *b) 80 c) 105 d) 120 e) 125 (IME/RJ-2014.1) - ALTERNATIVA: E No circuito da Figura 1, após o fechamento da chave Ch, o resistor R dissipa uma energia de 8 × 10 −6 Wh (watts-hora). A C B D E 100 V 15 Ω 20 Ω 12 Ω 2 Ω 2 Ω 3 Ω 1 Ω Ch R C Figura 1 Figura 2 Para que essa energia seja dissipada, o capacitor C de 100 µF deve ser carregado completamente pelo circuito da Figura 2, ao ser ligado entre os pontos a) A e B b) B e C c) C e E d) C e D *e) B e E (IME/RJ-2014.1) - ALTERNATIVA: D O dispositivo apresentado na figura abaixo é composto por dois cabos condutores conectados a um teto nos pontos a e b. Esses dois cabos sustentam uma barra condutora cd. Entre os pontos a e d, está conectada uma bateria e, entre os pontos a e b, está conectada uma resistência R. V bat Barra Cabos a c b d R Quando não há objetos sobre a barra, a diferença de potencial V cb é 5 V e os cabos possuem comprimento e seção transversal iguais a L o e S o , respectivamente. Quando um objeto é colocado sobre a barra, o comprimento dos cabos sofre um aumento de 10% e a sua seção transversal sofre uma redução de 10%. Diante do exposto, o valor da tensão V cb , em volts, após o objeto ser colocado na balança é aproximadamente Dados: • Tensão da bateria: V bat = 10 V • Resistência da barra: R barra = 1 kΩ • Resistência R = 1 kΩ a) 2,0 *d) 4,2 b) 2,7 e) 5,0 c) 3,5 (VUNESP/UNISA-2014.1) - ALTERNATIVA: B A Eletroneuromiografia (ENMG) é um procedimento que avalia a função do sistema nervoso periférico e muscular, através do registro das respostas elétricas geradas por estes sistemas, as quais são detectadas graficamente por um eletroneuromiógrafo. Durante a primeira etapa, breves choques elétricos, toleráveis e inofensivos, são aplicados no braço ou na perna do paciente, para determinar como seus nervos estão conduzindo a corrente elétrica. Considerando um pulso de corrente elétrica de 200 miliampères aplicado durante 300 microsegundos, a quantidade de carga que atravessa o múscu- lo, em microcoulombs, é igual a a) 600. d) 6. *b) 60. e) 6000. c) 60000. [email protected] 18 (PUC/PR-2014.1) - ALTERNATIVA: E Em um período de muito frio, um casal utiliza em seu quarto um aquecedor elétrico de potência nominal 1200 W ligado a 110 V. Mes- mo ligado a noite toda, possui um termostático que o desliga automaticamente por certo período de tempo. Pode-se dizer que permanece utilizando a potência elétrica nominal por 5 horas por dia. Sabendo que o custo do kW.h é de R$ 0,40, durante o mês, qual seria o gasto com o aquecedor elétrico? (Considere que o valor do kW.h seja o total, já incluso impostos e taxas). a) 180 Reais b) 55 Reais c) 25 Reais d) 12 Reais *e) 72 Reais (ENEM-2013) - ALTERNATIVA: E Um eletricista analisa o diagrama de uma instalação elétrica residencial para planejar medições de tensão e corrente em uma cozinha. Nesse ambiente existem uma geladeira (G), uma tomada (T) e uma lâmpada (L), conforme a figura. O eletricista deseja medir a tensão elétrica aplicada à geladeira, a corrente total e a corrente na lâm- pada. Para isso, ele dispõe de um voltímetro (V) e dois amperímetros (A). G L T V A Voltímetro Amperímetro Fase Neutro Para realizar essas medidas, o esquema da ligação dessas instrumentos está representado em: a) G L T V A A Fase Neutro d) G T L Fase Neutro A A V b) G T V L Fase Neutro A A *e) G T L Fase Neutro A A V c) G T L Fase Neutro A A V (ENEM-2013) - ALTERNATIVA: E O chuveiro elétrico é um dispositivo capaz de transformar energia elétrica em energia térmica, o que possibilita a elevação da temperatura da água. Um chuveiro projetado para funcionar em 110 V pode ser adaptado para funcionar em 220 V, de modo a manter inalterada sua potência. Uma das maneiras de fazer essa adaptação é trocar a resistência do chuveiro por outra, de mesmo material e com o(a) a) dobro do comprimento do fio. b) metade do comprimento do fio. c) metade da área da seção reta do fio. d) quádruplo da área da seção reta do fio. *e) quarta parte da área da seção reta do fio. (ENEM-2013) - ALTERNATIVA: D Medir temperatura é fundamental em muitas aplicações, e apresentar a leitura em mostradores digitais é bastante prático. O seu funcionamento é baseado na correspondência entre valores de temperatura e de diferença de potencial elétrico. Por exemplo, podemos usar o circuito elétrico apresentado, no qual o elemento sensor de temperatura ocupa um dos braços do circuito (R S ) e a dependência da resistência com a temperatura é conhecida. Voltímetro + − 10 V R S = 100 Ω 470 Ω 470 Ω 120 Ω Para um valor de temperatura em que R S = 100 Ω, a leitura apresentada pelo voltímetro será de a) + 6,2 V. b) + 1,7 V. c) + 0,3 V. *d) − 0,3 V. e) − 6,2 V. (ENEM-2013) - ALTERNATIVA: D Um circuito em série é formado por uma pilha, uma lâmpada incandescente e uma chave interruptora. Ao se ligar a chave, a lâmpada acende quase instantaneamente, irradiando calor e luz. Popular- mente, associa-se o fenômeno da irradiação de energia a um des- gaste da corrente elétrica, ao atravessar o filamento da lâmpada, e à rapidez com que a lâmpada começa a brilhar. Essa explicação está em desacordo com o modelo clássico de corrente. De acordo com o modelo mencionado, o fato de a lâmpada acender quase instantaneamente está relacionado à rapidez com que a) o fluido elétrico se desloca no circuito. b) as cargas negativas móveis atravessam o circuito. c) a bateria libera cargas móveis para o filamento da lâmpada. *d) o campo elétrico se estabelece em todos os pontos do circuito. e) as cargas positivas e negativas se chocam no filamento da lâm- pada. (FGV/RJ-2014.1) - ALTERNATIVA: D As especificações de uso de um chuveiro elétrico são: 220 V, 5000 W. Se o chuveiro for ligado em 110 V, sua potência será de a) 5000 W. *d) 1250 W. b) 625 W. e) 2500 W. c) 3125 W. (VUNESP/UNICASTELO-2014.1) - ALTERNATIVA: A O chuveiro elétrico de uma residência pode funcionar no modo IN- VERNO ou no modo VERÃO. No primeiro caso dissipa 8000 W e no segundo, 6000 W. (www.da-educa.com. Adaptado.) Em pleno verão, alguém nota que a chave seletora está ajustada para a posição inverno. Para que os banhos sejam mais confortáveis e também para economizar energia elétrica, duas mudanças são propostas: (I) reposicionar a chave seletora na posição verão; (II) reduzir o tempo de banho da família em 20%. Se as duas medidas forem adotadas simultaneamente, o consumo de energia elétrica, devido apenas aos banhos com esse chuveiro elétrico, será reduzido em *a) 40%. b) 45%. c) 30%. d) 25%. e) 35%. [email protected] 19 (VUNESP/UNICASTELO-2014.1) - ALTERNATIVA: E O circuito da figura é formado por uma bateria, um voltímetro e uma chave interruptora ideais, dois resistores ôhmicos e fios de ligação de resistência desprezível. Inicialmente a chave está aberta. voltímetro chave aberta 12 V 16 Ω 8 Ω A indicação do voltímetro, em volts, com a chave aberta e a potência dissipada pelo resistor de 8 Ω, em watts, quando a chave for fechada são, respectivamente, iguais a a) 6 e 0. d) 6 e 2. b) 12 e 4. *e) 12 e 2. c) 0 e 0. (CEFET/RJ-2014.1) - ALTERNATIVA: C Você é um marinheiro a bordo de um navio em uma missão em alto mar. Um circuito eletrônico importante do sistema de navegação pa- rou de funcionar e você foi designado para consertá-lo. Ao examinar o circuito, você percebeu que um resistor de 200 Ω está queimado e precisa ser substituído. Ao procurar no estoque do navio, você per- cebe que existem diversos valores, exeto o de 200 Ω. O envio de um resistor novo levaria meses, o que torna essa iniciativa inviável. Analisando os resistores que você tem disponíveis no navio, uma solução possível para este problema, seria substituir o resistor queimado a) por dois de 400 Ω associados em série. b) por quatro de 100 Ω associados em série. *c) por dois de 400 Ω associados em paralelo. d) por quatro de 50 Ω associados em paralelo. (UNICENTRO/PR-2014.1) - ALTERNATIVA: D Observe o circuito composto de 5 resistências a seguir. + − 5 Ω 6 Ω 4 Ω 2 Ω 3 Ω A B Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, o valor da resis- tência equivalente desse sistema. a) 23 13 Ω b) 53 13 Ω c) 75 13 Ω *d) 155 13 Ω (PUC/GO-2014.1) - ALTERNATIVA: B No texto 6 temos referência a um rio. Entre as várias utilidades das águas dos rios, temos a geração de energia elétrica. Uma das van- tagens de se gerar voltagem alternada nas usinas hidrelétricas está na facilidade de mudar o valor dessa voltagem por meio de transformadores. Essa mudança permite a transmissão de energia por meio de corrente de baixa e alta voltagem, evitando a perda de energia devido à resistência elétrica dos fios condutores. Considere um fio A de comprimento L A e resistência R A = 2000 Ω. Um fio B de mesmo material e espessura do fio A, com comprimento 15 m maior, tem uma resistência R B = 4500 Ω. O comprimento do fio A é de: a) 6,67 m *b) 12,00 m c) 33,75 m d) 4,62 m (ASCES/PE-2014.1) - ALTERNATIVA: E Quando um certo resistor ôhmico é percorrido por uma corrente elétrica i , a sua potência dissipada é de 4000 W. Se este mesmo resistor for percorrido por uma corrente i/40, ele dissipará uma po- tência de: a) 400 W b) 200 W c) 100 W d) 10 W *e) 2,5 W (UFRN/TÉCNICO-2014.1) - ALTERNATIVA: C O choque elétrico é um estímulo ocasionado pela passagem da corrente elétrica no corpo humano. Segundo a Fundacentro 1 , há dife- renças entre os efeitos fisiológicos da corrente elétrica entre homens e mulheres conforme a tabela a seguir. Diferença de sensações para pessoas do sexo feminino e masculino Efeitos Corrente elétrica (A) 60 Hz Homens Mulheres Choque não doloroso, sem perda do controle muscular 0,0018 0,0012 Choque doloroso e grave contrações musculares, dificuldade de respiração 0,0230 0,0150 1 Fundação Jorge Duprat Figueiredo de Segurança e Medicina do Trabalho. Considere o valor de corrente para o efeito “Choque não doloroso, sem perda do controle muscular” em homens e o valor de corrente para o efeito “Choque doloroso e grave contrações musculares, dificuldade de respiração” em mulheres, apresentados na tabela. Sen- do i = q / ∆t , onde i = corrente elétrica, q = carga elétrica e ∆t = tempo de exposição, o valor da carga elétrica em coulombs que atravessa os corpos de homens e mulheres para um tempo de exposição de 2 s são, respectivamente: a) 0,0036 e 0,0024 b) 0,0460 e 0,0012 *c) 0,0036 e 0,0300 d) 0,0460 e 0,0300 (IF/GO-2014.1) - ALTERNATIVA: C Um circuito elétrico é ligado a uma bateria ideal de força eletromotriz ε = 36 volts, de acordo com a figura a seguir. 2R ε A B + − R 2R R Caso um capacitor de placas paralelas de capacitância C = 2,0 µF (1,0 µ = 10 −6 ) for colocado entre os terminais A e B desse circuito, pode-se afirmar, corretamente, que a energia potencial elétrica armazenada por ele, quando totalmente carregado, será de: a) 1196 J b) 2596 J *c) 144 µJ d) 1440 J e) 288 µJ (CEFET/MG-2014.1) - ALTERNATIVA: D Em uma residência com 4 pessoas, cada uma delas utiliza diariamente um chuveiro de 4800 W ligado por 10 min durante o banho. Além disso, essa casa é iluminada por 10 lâmpadas fluorescentes de 20 W cada. Para que o consumo de energia dessas lâmpadas seja o mesmo do chuveiro em 30 dias, elas devem ficar ligadas con- tinuamente durante a) 2 dias. b) 5 dias. c) 15 dias. *d) 20 dias. [email protected] 20 (CEFET/MG-2014.1) - ALTERNATIVA: D O circuito elétrico seguinte é constituído por três lâmpadas L 1 , L 2 e L 3 , que são idênticas, e ligadas a uma bateria ε. ε L 2 L 3 L 1 Se a lâmpada L 3 repentinamente se queimar, é correto afirmar que a) L 2 diminuirá o seu brilho. b) L 1 dissipará mais energia. c) L 2 dissipará menos energia. *d) L 1 terá o mesmo brilho de L 2 . (FUVEST/SP-2014.1) - ALTERNATIVA: D Dois fios metálicos, F 1 e F 2 , cilíndricos, do mesmo material de resistividade ρ, de seções transversais de áreas, respectivamente, A 1 e A 2 = 2A 1 , têm comprimento L e são emendados, como ilustra a figura abaixo. O sistema formado pelos fios é conectado a uma bateria de tensão V. F 1 F 2 V L L Nessas condições, a diferença de potencial V 1 , entre as extremidades de F 1 , e V 2 , entre as de F 2 , são tais que a) V 1 = V 2 / 4 *d) V 1 = 2V 2 b)V 1 = V 2 / 2 e) V 1 = 4V 2 c) V 1 = V 2 (VUNESP/UEA-2014.1) - ALTERNATIVA: A O gráfico representa a variação da corrente elétrica i, em ampères, em função da tensão U, em volts, em um condutor ôhmico. 2,0 0 10 U (V) i (A) Para uma corrente elétrica de 4,0 ampères, a resistência elétrica, em ohms, e a potência elétrica dissipada, em watts, neste condutor são, respectivamente, *a) 5 e 80. d) 10 e 80 b) 10 e 60. e) 5 e 60. c) 5 e 90. (VUNESP/UEA-2014.1) - ALTERNATIVA: C Alguns dispositivos adaptados em circuitos elétricos desempenham funções específicas. Amplamente utilizados são o gerador, o receptor e o capacitor. A função de cada um deles, respectivamente, é a) armazenar cargas elétricas, converter energia elétrica em energia mecânica e gerar energia elétrica. b) armazenar cargas elétricas, gerar energia elétrica e converter energia elétrica em energia mecânica. *c) gerar energia elétrica, converter energia elétrica em energia me- cânica e armazenar cargas elétricas. d) converter energia elétrica em energia mecânica, gerar energia elétrica e armazenar cargas elétricas. e) gerar energia elétrica, armazenar cargas elétricas e converter energia elétrica em energia mecânica. (VUNESP/UEA-2014.1) - ALTERNATIVA: D Seja um resistor de resistência elétrica R representado por . Uma associação de quatro resistores idênticos a este e que fornece uma resistência equivalente igual a R está corretamente representada por a) b) c) *d) e) (VUNESP/UEA-2014.1) - ALTERNATIVA: C Segundo o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), o estado brasileiro com maior incidência de raios é o Amazonas, com média de 50000 raios por dia. Se a intensidade média da corrente elétrica em um raio é de 80 A e o seu tempo médio de duração é 0,20 s, a quantidade de carga elétrica total, em coulombs, transportada pelos raios em um dia no estado do Amazonas é igual a a) 1,0 × 10 4 . b) 2,0 × 10 5 . *c) 8,0 × 10 5 . d) 4,0 × 10 6 . e) 2,0 × 10 7 . (VUNESP/UEA-2014.1) - ALTERNATIVA: A A figura representa um circuito elétrico composto por um gerador ideal B e três lâmpadas idênticas, L A , L B e L C , ligadas de acordo com suas especificações. L C L B L A + − B Se a lâmpada L B queimar, *a) o brilho das lâmpadas L A e L C não se altera. b) o brilho das lâmpadas L A e L C aumenta. c) o brilho da lâmpada L A aumenta e a lâmpada L C se apaga. d) o brilho da lâmpada L A aumenta e o brilho da lâmpada L C diminui. e) o brilho da lâmpada L A diminui e o brilho da lâmpada L C aumenta. (VUNESP/UEA-2014.1) - ALTERNATIVA: D O peixe-elétrico ou poraquê é característico da região amazônica e produz descargas elétricas geradas por meio de células musculares modificadas, os eletrócitos, que se agrupam em conjuntos denominados mioeletroplacas. Um peixe-elétrico adulto possui cerca de 10000 mioeletroplacas. (www.educacao.uol.com.br) Para produzir uma descarga elétrica com diferença de potencial igual a 500 V, essas 10 000 mioeletroplacas podem estar dispostas em a) paralelo, cada uma gerando 20 mV. b) paralelo, cada uma gerando 50 mV. c) série, cada uma gerando 20 mV. *d) série, cada uma gerando 50 mV. e) série, cada uma gerando 100 mV. [email protected] 21 (UECE-2014.1) - ALTERNATIVA: A Pelo filamento do farol de um carro passa uma corrente de 4 A. A tensão fornecida ao farol pela bateria automotiva é de 12 V. Note que nem toda a energia elétrica fornecida é convertida em energia luminosa, sendo parte dela perdida na forma de calor. Nessas condi- ções, a potência, em Watts, fornecida à lâmpada é *a) 48. b) 3. c) 1/3. d) 12. (UEM/PR-2014.1) - RESPOSTA: SOMA = 06 (02+04) Fios elétricos esticados podem ser considerados como represen- tações de cilindros. Considere três fios F 1 , F 2 e F 3 , produzidos com diferentes tipos de materiais, tal que a resistividade de F 1 é 1 × 10 −6 Ωm e a de F 3 é 6 × 10 −8 Ωm. Com esses dados, e utilizando π = 3,14 , assinale o que for correto. 01) Se o volume de 10 cm de F 1 é 500 mm 3 , então sua resistência elétrica é 2 × 10 −6 Ω. 02) Sabe-se que, quando o volume de 10 m de F 2 é 2 × 10 −3 m 3 , ele possui uma resistência elétrica de 8 × 10 −2 Ω. Assim, a resistividade de F 2 é 16 × 10 −7 Ωm. 04) O fio elétrico F 3 enrolado dá exatamente uma volta, quando forma uma circunferência com 20 cm de medida de raio. Se a área de sua seção reta é 10 mm 2 , sua resistência elétrica está entre 7 × 10 −3 Ω e 8 × 10 −3 Ω. 08) Se um fio F tem o triplo do comprimento de outro fio F’, a medida do raio da seção reta de F é o triplo da medida do raio da seção reta de F’, e ambos com a mesma resistividade, então a resistência elétrica de F é igual à resistência elétrica de F’. 16) Considerando que F 1 e F 3 possuem a mesma seção reta, então a resistência elétrica de 3 m de F 1 é maior do que a resistência elé- trica de 100 m de F 1 . (VUNESP/UNINOVE-2014.1) - ALTERNATIVA: B De acordo com a segunda lei de Ohm, a resistência elétrica de um condutor é diretamente proporcional ao seu comprimento e inversamente proporcional à área de sua seção transversal. Sendo R a resistência elétrica de um fio de cobre com comprimento L e área de seção transversal A, a resistência elétrica de outro fio de cobre com comprimento 2L e área de secção transversal 2A será a) 2R *b) R c) R / 2 d) R / 4 e) 4R (VUNESP/UNINOVE-2014.1) - ALTERNATIVA: A A figura mostra o esquema de um aquecedor elétrico composto por três resistores ôhmicos, A, B e C, que podem ser acionados de forma independente e que são submetidos sempre à mesma diferença de potencial elétrico. ∼ A B C As potências dissipadas pelos resistores A e C, quando acionados de forma isolada, são, respectivamente, 1000 W e 500 W. A razão R A/ R C entre as resistências elétricas do resistor A e do resistor C, é igual a *a) 1 / 2 b) 3 / 4 b) 4 / 3 d) 2 e) 1 / 4 (VUNESP/UNICID-2014.1) - ALTERNATIVA: D A corrente alternada é a que está presente na rede elétrica que alimenta as residências. Nesse tipo de corrente, a intensidade varia senoidalmente com o tempo e o sentido do movimento é invertido a intervalos regulares. A correta representação gráfica de uma corrente alternada, em função do tempo, é a) i t *d) i t b) i t e) i t c) i t (UEG/GO-2014.1) - ALTERNATIVA: C No circuito a seguir, todas as resistências são iguais a R. R R R R A B R Entre os pontos A e B, a resistência equivalente é a) ½R b) 2R *c) R d) 4R (CEFET/MG-2014.1) - ALTERNATIVA: E Em um circuito de corrente contínua, utiliza-se um fio de cobre com diâmetro 1,6 mm e 8,4 × 10 22 elétrons livres por cm 3 . Ao se ligar o circuito, a corrente de 10 A, produzida quase instantaneamente, resulta do movimento dos elétrons livres com uma velocidade, em m/s, da ordem de Dado: carga elétrica elementar igual a 1,6 × 10 −19 C. a) 10 12 . d) 10 −2 . b) 10 8 . *e) 10 −4 . c) 10 4 . (UEG/GO-2014.1) - ALTERNATIVA: B Observe o circuito a seguir. − + r = 2,0 Ω E = 12,0 V V A O circuito encontra-se aberto e o voltímetro V e o amperímetro A são ideais. Esse fato garante que a) o amperímetro detectará 6,0 A. *b) o voltímetro marcará 12,0 V. c) o V e A registrarão valores nulos. d) a potência lançada será de 72,0 W. [email protected] 22 (VUNESP/UNICID-2014.1) - ALTERNATIVA: B Um condutor elétrico é formado por um túbulo em forma de parale- lepípedo maciço, feito com material homogêneo de comprimento L e área de seção transversal S. L S antes do corte Esse condutor é seccionado em quatro partes iguais, sendo todas unidas, uma à outra, pelas faces laterais, formando um único condutor, como representado na figura: depois do corte A resistência elétrica de cada condutor obedece à Primeira Lei de Ohm: U = Ri, em que U é a tensão elétrica estabelecida entre seus extremos e i é a corrente elétrica que o atravessa; e à Segunda Lei de Ohm: R = ρL / S em que ρ é a resistividade elétrica do condutor, relacionada apenas com o material que o constitui. Para uma mesma tensão elétrica aplicada aos dois condutores, verifica-se que a relação entre a corrente i do condutor antes do corte e a corrente i’ do condutor após o corte é a) i’ = 8i. d) i’ = 4i. *b) i’ = 16i. e) i’ = i. c) i’ = 2i. (UEM/PR-2014.1) - RESPOSTA: SOMA = 24 (08+16) Considere chuveiros elétricos e lâmpadas que operam com a po- tência de 2200 W e de 22 W, respectivamente, e fios idênticos de resistência constante alimentando esses aparelhos elétricos. Nesse contexto, assinale o que for correto. 01) Se um chuveiro elétrico opera a 110 V, a corrente percorrida em sua resistência é de 10 A. 02) A resistência de um chuveiro elétrico que opera a 220 V é igual à metade da resistência de outro que opera a 110 V. 04) Se uma lâmpada consome apenas 80% da energia elétrica de um sistema composto por uma lâmpada e por um fio, a energia elé- trica gasta em um segundo nesse sistema é maior do que 30 J. 08) Se, em uma residência, o gasto de energia é equivalente a um chuveiro elétrico usado meia hora por dia e cinco lâmpadas acesas duas horas por dia, o consumo de energia, em um mês de trinta dias, é maior do que 38 kWh . 16) A energia elétrica dissipada no fio que alimenta uma lâmpada submetida à tensão de 110 V é o quádruplo da energia elétrica dissipada no fio que alimenta uma lâmpada sujeita à tensão de 220 V. (CEFET/MG-2014.1) - ALTERNATIVA: C Analise o circuito abaixo. ε 20 Ω 20 Ω 20 Ω I Sabendo-se que a corrente I é igual a 500 mA, o valor da tensão fornecida pela bateria, em volts, é a)10. d) 40. b) 20. e) 50. *c) 30. (UTFPR-2014.1) - ALTERNATIVA: E Num dia frio, certo chuveiro elétrico é ligado para dissipar uma po- tência de 7200 W. Se o tempo em que permanece ligado é de dez minutos, a energia elétrica que consome, em kWh, é de: a) 1,5. d) 3,0. b) 1,8. *e) 1,2. c) 2,2. (ACAFE/SC-2014.1) - ALTERNATIVA: D Em uma situação cotidiana, uma pessoa liga duas lâmpadas incandescentes em paralelo em uma rede de 220 V. As lâmpadas apresentam certa intensidade luminosa (brilho), sendo que a lâmpada 2 tem um filamento de mesmo material, mesmo comprimento, mas é mais grosso que o filamento da lâmpada 1. 2 2 0 V L 1 L 2 Nessas condições, a alternativa correta é: a) Desligando a lâmpada L 1 , a lâmpada L 2 diminui o seu brilho. b) A lâmpada L 1 brilha mais que a lâmpada L 2 . c) As lâmpadas L 1 e L 2 tem o mesmo brilho. *d) A lâmpada L 2 brilha mais que a lâmpada L 1 . (IF/CE-2014.1) - ALTERNATIVA: A No circuito a seguir, os resistores obedecem à lei de OHM, apresentam 3 faixas como na Tabela 2 e seus valores nominais podem ser determinados pelo código de cores dado na Tabela 1. Os símbolos V e A entre os círculos representam, respectivamente, voltímetro e amperímetro R 1 R 3 R 2 R 4 A ε i 1 i 3 i 2 i V Tabela 1 – Código de cores para resistores Algarismo 0 1 2 3 4 Cor Preto Marrom Vermelho Laranja Amarelo Algarismo 5 6 7 8 9 Cor Verde Azul Violeta Cinza Branco Tabela 2 – Cores das faixas dos resistores 1ª Faixa 2ª Faixa 3ª Faixa R 1 Vermelho Preto Marrom R 3 Vermelho Preto Marrom R 3 Amarelo Preto Marrom A bateria é ideal, apresenta fem = 12 V e o voltímetro acusa uma leitura de 8 V. Nesse caso, é correto afirmar-se que a leitura no am- perímetro e as cores do resistor R 4 são, respectivamente, *a) 50 mA, [marrom, azul, marrom]. b) 30 mA, [vermelho, verde, marrom]. c) 40 mA, [vermelho, azul, marrom]. d) 50 mA, [marrom, azul, preto]. e) 20 mA, [marrom, amarelo, preto]. (UNIMONTES/MG-2014.1) - ALTERNATIVA OFICIAL: D Um estudante de Física tinha em mãos um conjunto de 4 resistores, todos de resistência igual a R. Para testar seus conhecimentos, decidiu fazer montagem de circuitos mistos (contendo associações em série e em paralelo) e calculou a resistência equivalente de cada um deles. Entre os circuitos que montou, ele selecionou aqueles em que TODOS os resistores seriam atravessados por uma mesma corrente, caso o circuito fosse conectado a uma diferença de potencial V. Considerando apenas os circuitos selecionados pelo estudante, a resistência equivalente máxima encontrada por ele foi a) maior que 3R. b) maior que 2R. c) menor que R. *d) menor que 1,5R. [email protected] 23 (UEPG/PR-2014.1) - RESPOSTA: SOMA = 06 (02+04) A figura abaixo representa um circuito elétrico composto por três lâmpadas de filamento com resistências idênticas, uma fonte de for- ça eletromotriz e uma chave. ε Ch L 1 L 2 L 3 Quando a chave é fechada, uma corrente elétrica é estabelecida no circuito. Sobre este evento físico, assinale o que for correto. 01) Se mais lâmpadas forem adicionadas ao circuito, a intensidade luminosa de cada lâmpada irá aumentar. 02) A potência dissipada no circuito pode ser calculada pela equação P = ∑ε 2 ∑R . 04) A corrente elétrica que passa através de cada uma das lâmpa- das apresenta a mesma intensidade. 08) Se L 1 “queimar”, as lâmpadas L 2 e L 3 continuam “acesas”. (EBMSP/BA-2014.1) - ALTERNATIVA: E Sobre a condução elétrica no material sólido, é correto afirmar: a) A condutância e a condutividade elétrica são grandezas físicas que podem ser designadas com a mesma unidade. b) A unidade da condutividade elétrica é igual Ω −1 , no SI. c) A condutância elétrica de um fio de constantan de resistividade elétrica igual a 5 × 10 −7 Ω.m a 20°C é igual a 2 ×10 6 siemens. d) A condutância elétrica de um fio condutor pode ser determinada utilizando-se um circuito constituído por um voltímetro, um amperí- metro, um reostato e o próprio fio condutor, todos associados em série. *e) O coeficiente de temperatura α, presente na expressão empírica para determinar a resistência de um condutor R, em função da temperatura θ, R = R 0 (1 + α∆θ), depende, dentre outros, da natureza do material. (FGV/SP-2014.1) - ALTERNATIVA: D O texto e as informações a seguir referem-se à questão de número 105. Uma pessoa adquiriu um condicionador de ar para instalá-lo em determinado ambiente. O manual de instruções do aparelho traz, dentre outras, as seguintes especificações: 9000 BTUs; voltagem: 220 V; corrente: 4,1 A; potência: 822 W. Considere que BTU é uma unidade de energia equivalente a 250 calorias e que o aparelho seja utilizado para esfriar o ar de um ambiente de 15 m de comprimento, por 10 m de largura, por 4 m de altura. O calor específico do ar é de 0,25 cal/(g·ºC) e a sua densidade é de 1,25 kg/m 3 . QUESTÃO 105 O rendimento do aparelho será mais próximo de a) 82%. b) 85%. c) 88%. *d) 91%. e) 95%. (FPS/PE-2014.1) - ALTERNATIVA: B A figura abaixo mostra o circuito utilizado por uma lanterna elétrica que utiliza duas pilhas (AA), tendo cada pilha uma força eletromotriz nominal ε �= 1,5 V. ε ε lâmpada R r r As duas pilhas são ligadas em série entre si e em série com a lâm- pada, cuja resistência elétrica do seu filamento aquecido (quando a lâmpada está ligada) vale R = 60 Ω. Considerando que cada pilha tem uma resistência elétrica interna r = 0,5 Ω, a corrente elétrica resultante será aproximadamente: a) 4,9 mA *b) 49 mA c) 4,9 A d) 490 mA e) 49 A (FPS/PE-2014.1) - ALTERNATIVA: B No circuito mostrado na figura abaixo, um amperímetro ideal (A) foi ligado na saída da fonte de tensão ideal de 9 V. A + − 9 V 10 Ω 5 Ω 11 Ω 11 Ω 5 Ω Considerando os resistores ligados ao circuito, a leitura da corrente no amperímetro foi de aproximadamente: a) 0,11 ampère *b) 0,33 ampère c) 1,11 ampères d) 3,33 ampères e) 6,33 ampères (PUC/SP-2014.1) - ALTERNATIVA: C Na associação de resistores abaixo, o símbolo representa um resistor cuja resistência elétrica é R ohm. A C D B Calculando a resistência equivalente dessa associação, entre os pontos A e D, obteremos: a) R 2 d) 3R 12 b) 3R 2 e) 3R 16 *c) 9R 4 [email protected] 24 (FPS/PE-2014.1) - ALTERNATIVA: C A resistência elétrica de um aquecedor (chuveiro elétrico) vale aproximadamente 10 Ω quando o aquecedor está ligado e em funcionamento na rede elétrica (220 Volts) e para uma corrente elétrica i = 22 ampères. Considerando que a companhia local de energia elétrica cobra em torno de R$ 0,50 por 1kWh de energia consumida, o custo total de um banho de 30 minutos com o chuveiro ligado será igual a: a) R$ 0,60 b) R$ 2,42 *c) R$ 1,21 d) R$ 6,05 e) R$ 4,84 (UERJ-2014.1) - RESPOSTA: E = 0,48 kWh Um chuveiro elétrico com resistência igual a 5 Ω é conectado a uma rede elétrica que fornece 120 V de tensão eficaz. Determine a energia elétrica, em kWh, consumida pelo chuveiro durante 10 minutos. (UEPB-2014.1) - ALTERNATIVA OFICIAL: E Um motor elétrico M, (figura abaixo), ligado a uma bateria que lhe aplica uma diferença de potencial (voltagem) V AB = 15 V, fornecendo-lhe uma corrente de 6,0 A. O motor possui uma resistência interna de 0,30 Ω. Em virtude dessa resistência, parte da energia fornecida ao motor pela bateria é transformada em calor (o motor se aquece), sendo a energia restante transformada em energia mecâ- nica de rotação do motor. Baseando-se nestas informações, pode-se afirmar que: a) A potência total desenvolvida no motor e a potência dissipada por efeito Joule no interior do motor, são respectivamente, 80 W e 10,6 W. b) A potência total desenvolvida no motor é 80 W. c) A potência dissipada por efeito Joule no interior do motor é 10,4 W. d) A potência mecânica de rotação do motor é 78 W. *e) A potência total desenvolvida no motor e a potência mecânica de rotação do motor, são respectivamente, 90 W e 79,8 W. (UFPR-2014.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO Normalmente as pessoas estão acostumadas a comprar lâmpadas considerando apenas a sua potência, em watts, pensando que quan- to maior a potência, maior será a iluminação. Contudo, a potência diz apenas qual é o consumo de energia por unidade de tempo. Para ter uma ideia de qual lâmpada é capaz de iluminar melhor o ambiente, deve-se utilizar o conceito de fluxo luminoso, que é medido em lúmens (lm). Quanto mais lúmens, mais iluminado será o ambiente. Outro conceito importante é a eficiência de uma lâmpada, que é dada pela razão entre o fluxo luminoso e a sua potência, e permite avaliar o consumo de energia necessário para produzir determinada iluminação. A tabela a seguir compara características de diferentes lâmpadas residenciais. A vida útil é o tempo médio, em horas, que uma lâmpada funciona antes de “queimar”. Tipo da Lâmpada Potência (W) Fluxo Luminoso (lm) Vida útil (h) Preço Unitário da Lâmpada (R$) Incandescente 60 800 1000 1,50 Fluorescente 15 800 10000 10,00 LED 8 800 50000 50,00 Com bases nestas informações, responda os seguintes itens: a) Se quisermos substituir 8 lâmpadas fluorescentes por lâmpadas de LED, mantendo a mesma iluminação, calcule a diferença no consumo de energia durante um período de 20000 horas de funcionamento. Expresse o resultado em joules. b) Calcule a diferença no custo da energia consumida, em R$, ao se utilizar uma lâmpada fluorescente e uma lâmpada de LED após 20000 horas de funcionamento. Considere que o custo de 1 kWh de energia elétrica é igual a R$ 0,40. Inclua também nesse cálculo o custo de substituição das lâmpadas, tendo como base a vida útil das lâmpadas. c) Com base nos dados da tabela acima, calcule quantas vezes uma lâmpada de LED é mais eficiente que uma lâmpada incandescente. RESPOSTA UFPR-2014.1: a) ∆E = 4,032 × 10 9 J b) R$ 66,00 c) 7,5 vezes (UNICENTRO/PR-2014.1) - ALTERNATIVA: B Observe a figura a seguir. ε = 3,6 V R 1 = 8 Ω R 2 = 6 Ω R 3 = 12 Ω A B Considerando que, no circuito elétrico da figura, a fonte tem resistên- cia interna desprezível, assinale a alternativa correta. a) A corrente total do circuito é de 0,65 Ω. *b) A diferença de potencial entre os pontos A e B é de 1,2 V. c) A diferença de potencial entre os pontos A e B é de 2,4 V. d) O resistor equivalente a R 2 e R 3 é de 18 Ω. e) O resistor equivalente total é de 5,50 Ω. (VUNESP/FMJ-2014.1) - ALTERNATIVA: D Uma empresa fabricante de focos cirúrgicos informa que as lâmpa- das de seus equipamentos são bivolt (110 V/220 V) e de potência 165 W. As correntes elétricas, em Ampère, que percorrem essas lâmpadas quando ligadas, respectivamente, em 110 V e 220 V, são a) 1,22 e 0,87. *d) 1,5 e 0,75. b) 0,67 e 1,33. e) 2,25 e 0,56. c) 0,0136 e 0,0034. (PUC/RS-2014.1) - ALTERNATIVA: C No circuito elétrico mostrado na figura a seguir, um resistor de 4,0 Ω e uma lâmpada, cuja resistência elétrica é 8,0 Ω, estão ligados a uma fonte de 24 V. Nesse circuito são conectados dispositivos de medida de corrente elétrica, os amperímetros A 1 e A 2 , e de diferença de potencial elétrico, o voltímetro V. Assume-se que os amperímetros e o voltímetro podem ser considerados ideais, ou seja, que seu efeito no circuito pode ser desprezado na forma como estão ligados. 24 V + − A 1 A 2 V 4,0 Ω 8,0 Ω A partir da análise do circuito, afirma-se que: I. As leituras dos amperímetros A 1 e A 2 são, respectivamente, 2,0 A e 2,0 A. II. A leitura do voltímetro V é 24 V. III. As potências dissipadas no resistor e na lâmpada são, respectivamente, 16 W e 32 W. Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s) a) I, apenas. b) I e II, apenas. *c) I e III, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. [email protected] 25 (FEI/SP-2014.1) - ALTERNATIVA: D Sabendo-se que a corrente no circuito abaixo é I = 2,0 A, qual é a tensão no gerador ? a) 10 V b) 20 V c) 40 V *d) 50 V e) 80 V 10 Ω 20 Ω 10 Ω I (VUNESP/FMJ-2014.1) - RESPOSTA: a) i ≅ 1,2 A b) λ = 75 m Um fabricante de bisturis eletrônicos fornece os seguintes dados sobre um desses aparelhos: tensão de operação de 127 V, potência de consumo de 150 W e frequência máxima de vibração de 4 MHz. a) Determine, em A, a intensidade da corrente elétrica através do aparelho quando em funcionamento normal. b) Calcule o comprimento de onda dessas vibrações supondo-as integralmente convertidas para ondas eletromagnéticas, que se propagam a uma velocidade de 3 × 10 8 m/s. (UNITAU/SP-2014.1) - ALTERNATIVA: C Três resistores idênticos com resistência R, medidas em ohms, são ligados em série. Quando se aplica uma ddp (diferença de potencial), medida em volts, a essa combinação a potência total consumida é de 10 W. Utilizando essa mesma ddp e colocando os mesmos resistores em paralelo, a potência consumida será de a) 30 W. b) 10 W. *c) 90 W. d) 20 W. e) 80 W. (IF/GO-2014.1) - ALTERNATIVA: B Uma lâmpada A, incandescente, foi construída para operar com uma tensão de 220V. Uma segunda lâmpada B, também incandescente, foi construída para operar com uma tensão de 110V. As duas lâmpa- das foram projetadas para dissipar a mesma potência elétrica quando ligadas corretamente. Considerando que a resistência elétrica das lâmpadas não depende da temperatura, assinale a alternativa correta. a) A resistência elétrica da lâmpada A é duas vezes maior que a resistência elétrica da lâmpada B. *b) Quando ligadas corretamente, a energia elétrica dissipada será a mesma nas duas lâmpadas. c) Quando ligadas corretamente, as duas lâmpadas serão percorri- das pela mesma intensidade de corrente elétrica. d) Se invertermos a ligação, isto é, ligarmos a lâmpada A em 110V e a lâmpada B em 220V, a lâmpada A vai queimar. e) A resistência elétrica da lâmpada B é 4 vezes maior que a resis- tência elétrica da lâmpada A. (UNIMONTES/MG-2014.1) - ALTERNATIVA: B Para ferver um litro de água, um homem utilizou um aquecedor elé- trico, gastando 10 minutos para esse aquecimento. A água, inicialmente, encontrava-se à temperatura de 18 °C, atingindo a ebulição em 100° C. O sistema elétrico é abastecido com uma corrente de 2 A. Considerando que toda a energia dispensada pelo aquecedor foi utilizada para aquecer a água, sua resistência elétrica, em Ω, é igual a a) 141,5. *b) 143,5. c) 287. d) 287,5. Dados: 1 cal = 4,2 J densidade da água = 1 g/cm 3 calor específico da água = 1 cal/gºC (UNIMONTES/MG-2014.1) - ALTERNATIVA: D O circuito ilustrado na figura abaixo é alimentado por uma tensão de 240 V e possui um resistor de 28,8 Ω e cinco de 144 Ω. A corrente total que circula nesse circuito é igual a, aproximadamente, a) 3,4 A. b) 5,0 A. c) 6,2 A. *d) 4,2 A. 28,8 Ω 144 Ω 240 V (UNIMONTES/MG-2014.1) - ALTERNATIVA: D Um circuito (veja figura abaixo) é alimentado por uma bateria com uma diferença de potencial V, que possui um limite de corrente i = V/R. R R R R R X V O valor de X, no circuito, para que o limite de corrente seja respei- tado, é de a) R. b) 4R/3. c) R/4. *d) 4R/7. (VUNESP/ANHEMBI-MORUMBI-2014.1) - ALTERNATIVA: C A figura mostra um circuito formado por um resistor de resistência variável, chamado potenciômetro, associado em série com uma lâm- pada. Alterando-se o valor da resistência do potenciômetro, contro- la-se o brilho da lâmpada. ~ U R L R P Quando a lâmpada dissipa uma potência igual a P, a resistência do potenciômetro tem valor R 1 . Supondo que a resistência R L da lâm- pada não dependa da diferença de potencial entre seus terminais, o valor da resistência R P do potenciômetro para que a lâmpada dissipe a potência P 4 é igual a a) 2R 1 . b) 4R 1 . *c) 2R 1 + R L . d) R 1 + R L . e) 4R 1 + 2R L . (UCS/RS-2014.1) - ALTERNATIVA: D Tentando inovar no show de inauguração de um santuário de ani- mais, um biólogo resolveu apagar as luzes do palco e substituí-las por vaga-lumes libertados de uma caixa. Supondo que um vaga- lume consiga gerar luz a 0,5 Joules por segundo, se a iluminação artificial liberava energia luminosa na taxa de 300 W, quantos vaga- lumes precisarão ser soltos para gerar esse mesmo efeito luminoso? Para fins de simplificação, desconsidere quaisquer outras caracte- rísticas que venham a diferenciar a luz dos vaga-lumes da luz de iluminação artificial. a) 200 *d) 600 b) 300 e) 800 c) 500 (USC/RS-2014.1) - ALTERNATIVA: D Projeta-se um futuro em que as roupas virão com circuitos eletrôni- cos embutidos para desempenhar funções como regulação de temperatura, celulares, sensores de presença, entre outros. Mas, como qualquer equipamento elétrico, uma necessidade fundamental é a alimentação de energia. Suponha um cientista que criou uma roupa elétrica para praticantes de luta. A bateria dessa roupa é ligada a um tecido repleto de transdutores piezoelétricos, que são dispositivos que, basicamente, convertem energia mecânica em energia elétrica. Supondo que a pancada aplica na roupa um trabalho de 0,5 Joules, em 0,5 segundos, totalmente convertido em energia elétrica, e que a bateria é carregada com uma corrente elétrica de 4 mA, qual é a tensão elétrica gerada pela pancada no circuito formado pela roupa e pela bateria? a) 0,01 V *d) 250 V b) 0,5 V e) 1000 V c) 5,0 V [email protected] 26 (SENAI/SP-2014.1) - ALTERNATIVA: E A seguir, está representado um circuito elétrico com 4 resistores, em uma associação mista. A ddp entre os pontos A e B é de 45 V e os fios podem ser considerados ideais. B A 6 Ω 12 Ω 4 Ω 2 Ω A potência dissipada pelo resistor de 6 Ω é de a) 337,5 W. d) 121,5 W. b) 216,0 W. *e) 54,0 W. c) 202,5 W. (UECE-2014.1) - ALTERNATIVA: D Um aquecedor elétrico tem potência de 12 W e, de acordo com o fabricante, deve ser ligado a uma tensão de 6 V. O equipamento consiste de uma bolsa com isolamento térmico e uma resistência ôhmica para gerar calor por efeito Joule. Para ligá-lo em uma bateria automotiva de 12 V, faz-se um arranjo conhecido como divisor de tensão, conforme a figura a seguir. A Q U E C E D O R R 1 R 2 12 V As resistências R 1 e R 2 devem ser escolhidas de modo que o aquecedor funcione conforme as especificações do fabricante. Assim, a escolha dos resistores deve ser tal que a) R 2 < R 1 e R 1 < 3 Ω. b) R 2 < R 1 e R 1 > 3 Ω. c) R 2 = R 1 e R 1 > 3 Ω. *d) R 2 > R 1 e R 1 < 3 Ω. (UNIOESTE/PR-2014.1) - ALTERNATIVA: E No circuito representado na figura abaixo, ε = 30,0 V, C = 2,00 µF, R 1 = 20,0 Ω, R 2 = 12,0 Ω, R 3 = 8,00 Ω e o capacitor está totalmente carregado. Analise as afirmativas seguintes e assinale a alternativa CORRETA. ε R 3 R 2 R 1 C I. A corrente que percorre a bateria de força eletromotriz ε é igual a 3,00 A. II. A corrente que percorre o resistor R 3 é igual a 1,50 A. III. A tensão no resistor R 2 é igual a 18,0 V. IV. A carga armazenada no capacitor C é igual a 60,0 µC. V. A potência dissipada por efeito Joule no resistor R 1 é igual a 45,0 W. VI. A energia armazena no capacitor C é igual a 900 µJ. a) A afirmativa I é falsa. b) As afirmativas II e IV são falsas. c) A afirmativa VI é falsa. d) As afirmativas III e V são falsas. *e) Todas as afirmativas são verdadeiras. (PUC/MG-2014.1) - ALTERNATIVA: 28 A; 29 ANULADA e 30 A Raios irados Em Minas Gerais encontra-se instalado o Núcleo de Desenvolvimen- to Científico e Tecnológico em descargas atmosféricas destinado ao estudo quantitativo e qualitativo das descargas elétricas. Antes de sua instalação, todas as medições dos raios tinham como referên- cia os dados coletados a partir de medições realizadas na Suíça. Essas medidas mostravam que a intensidade média da corrente elétrica nos raios na Europa era de 30 mil Amperes. Os resultados das medições realizadas em Minas Gerais mostraram que os raios que chegam ao solo mineiro têm uma intensidade média de corrente de 50000 Amperes, além de ser uma das maiores incidências no planeta. Adaptado de MINAS FAZ CIÊNCIA. JUN/AGO 2012, pág. 47.(FAPEMIG) QUESTÃO 28 Considerando-se uma descarga elétrica com uma tensão V ab = 3 × 10 10 V e com uma intensidade corrente I = 48000A, a po- tência dessa descarga será de: *a) 1,4 × 10 15 W b) 1,6 × 10 9 W c) 2,4 × 10 12 W d) 4,8 × 10 15 W QUESTÃO 29 Considerando-se que o raio descrito na questão anterior tenha uma duração de 5,0 × 10 −5 s, a energia dessa descarga elétrica vale: a) 8,4 × 10 4 J b) 7,0 × 10 10 J c) 2,4 × 10 11 J d) 5,2 × 10 12 J Obs.: A resposta correta da questão 29 é 7,2 × 10 10 J. QUESTÃO 30 Caso se considere o percurso de um raio como um fio percorrido por uma gigantesca corrente elétrica, com intensidade I = 48000 Amperes, assinale o número de elétrons que passa através da área de seção reta desse fio, a cada segundo. Dado: carga do elétron q = 1,6 × 10 −19 C. *a) 3,0 × 10 23 elétrons b) 4,8 × 10 19 elétrons c) 1,6 × 10 −15 elétrons d) 3,2 × 10 −19 elétrons (PUC/MG-2014.1) - ALTERNATIVA: 26 A e 27 D INSTRUÇÃO: Responda às questões 26 e 27 a partir do texto abaixo. Precisamos de voltagens elevadas para que a energia percorra longas distâncias porque a resistência dos fios causa perda de energia. Os elétrons que colidem com átomos perdem energia em forma de calor à medida que viajam. Essa perda de energia é proporcional ao quadrado da corrente que se move pelo fio. Consideremos, como exemplo, a transmissão de um megawatt (1 megawatt = 1000000w). Caso elevemos a voltagem de 100 V para 10000 V, podemos reduzir a corrente de 10000 A para 100 A. Isso reduzirá a perda de potên- cia por 10000w. Foi esse o conceito desenvolvido por Tesla, e essa ideia tornou realidade a transmissão de energia das Cataratas de Niágara a Buffalo e, por fim, à cidade de Nova York. Fonte: http://eletronicos.hsw.uol.com.br/circuitos4.htm QUESTÃO 26 Se a distância entre as Cataratas de Niágara e a cidade de Nova York é de aproximadamente 700 Km e considerando-se que se perdem cerca de 50000 W a cada Km, a perda da produção será de: *a) 3,5 × 10 7 W b) 7,0 × 10 2 W c) 5,0 × 10 5 W d) 4,3 × 10 4 W QUESTÃO 27 Para se diminuírem as perdas na transmissão, devem-se usar bons condutores. Com relação à resistência elétrica, é CORRETO afirmar: a) A resistência elétrica aumenta diretamente com a área da seção reta de um fio, por isso se usam fios mais finos nas linhas de trans- missão. b) A resistividade do material depende da corrente que passa no fio; quanto maior a corrente, maior a resistividade. c) A resistência elétrica é inversamente proporcional à corrente, por isso o valor da corrente deve ser abaixado nas linhas de transmis- são. *d) A resistência elétrica é diretamente proporcional ao comprimento do fio. [email protected] 27 (SENAI/SP-2014.1) - ALTERNATIVA: D Um chuveiro de potência nominal 4800 W está ligado a uma rede de 220 V. Considerando-se que o chuveiro opera dentro de certa mar- gem de segurança, o disjuntor mais adequado para a rede é o de: a) 10 A. *d) 25 A. b) 15 A. e) 30 A. c) 20 A. (UFPE-2014.1) - RESPOSTA: ordem de grandeza = 17 Um fio cilíndrico é percorrido por uma corrente constante de 20 mA, onde 1 mA = 10 −3 A. Considere que um elétron possui carga de módulo 1,6 × 10 −19 C e que esta corrente é formada pelo fluxo de elétrons num dado sentido. Em 2,0 segundos, qual a ordem de grandeza do número de elétrons que atravessam uma seção reta e transversal deste fio? Obs.: O número total de elétrons que atravessa a seção reta e transversal do fio em 2,0 s é N = 2,5 × 10 17 (UFPE-2014.1) - RESPOSTA: R 1 = 40 Ω No circuito apresentado na figura, a bateria é ideal assim como o voltímetro e o amperímetro. Quando a chave está aberta, o voltíme- tro indica V A = 12 V, e o amperímetro indica I A = 0. Quando a chave está fechada, o voltímetro indica V F = 10 V, e o amperímetro indica I F = 0,05 A. R 1 R 2 Ch V A + − Calcule o valor da resistência elétrica R 1 , em ohms. (UEM/PR-2014.1) - RESPOSTA: SOMA = 06 (02+04) Em uma residência, uma torneira elétrica, um secador de cabelos e uma lâmpada incandescente, de potências elétricas de 4800 W, de 2340 W e de 60 W, respectivamente, estão conectados em paralelo entre si e em série com um disjuntor de 70 A, em uma rede elétrica de corrente alternada de diferença de potencial de 120 V. Consi- derando que esses dispositivos são ligados no mesmo instante de tempo e que os fios condutores que compõem o circuito possuem resistência elétrica nula, analise as alternativas abaixo e assinale o que for correto. 01) A corrente elétrica total que flui no circuito é de 0,5 A. 02) A resistência equivalente desse circuito é de 2,0 Ω. 04) A corrente elétrica que flui na torneira elétrica é de 40 A. 08) A potência elétrica total dissipada no circuito é de 500 W. 16) O disjuntor não resiste e abre quando esses dispositivos são todos ligados ao mesmo tempo. (MACKENZIE/SP-2014.1) - ALTERNATIVA: E No circuito desenhado abaixo, a intensidade de corrente elétrica contínua que passa pelo resistor de 50 Ω é de 80 mA. ε 25 Ω 50 Ω A força eletromotriz ε do gerador ideal é igual a a) 1,5 V b) 3,0 V c) 4,5 V d) 5,0 V *e) 6,0 V (IF/SP-2014.1) - ALTERNATIVA: D Dispositivos elétricos que aquecem, geralmente, consomem mais energia que outros equipamentos mais simples. Para definirmos o quanto de energia cada equipamento consome, devemos saber a sua potência nominal e quanto tempo ele fica ligado na rede elétrica. Essa energia é medida então em kWh. Observando a inscrição de três equipamentos, Guliver anota numa tabela os seguintes dados dos equipamentos: Corrente elétrica (A) Tensão nominal (V) Potência (W) Equipamento A 20 220 4400 Equipamento B 15 120 1800 Equipamento C 10 220 2200 Se os equipamentos ficarem ligados 2 h por dia durante 20 dias no mês, podemos concluir que a energia elétrica nominal consumida em kWh nesse período é de, aproximadamente, a) 600. b) 550. c) 426. *d) 336. e) 244. (UNIFESP-2014.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO Para compor sua decoração de Natal, um comerciante decide construir uma estrela para pendurar na fachada de sua loja. Para isso, utilizará um material que, quando percorrido por corrente elétrica, brilhe emitindo luz colorida. Ele tem à sua disposição barras de diferentes cores desse material, cada uma com resistência elétrica constante R = 20 Ω. R = 20 Ω Utilizando dez dessas barras, ele montou uma estrela e conectou os pontos A e B a um gerador ideal de força eletromotriz constante e igual a 120 V. Considerando desprezíveis as resistências elétricas dos fios utilizados e das conexões feitas, calcule: a) a resistência equivalente, em ohms, da estrela. b) a potência elétrica, em watts, dissipada em conjunto pelas pontas de cores laranja (CAD), azul (DEF) e vermelha (FBG) da estrela, quando ela se encontrar acesa. RESPOSTA UNIFESP-2014.1: a) Req = 48 Ω b) P = 220 W (VUNESP/SÃOCAMILO-2014.1) - ALTERNATIVA: A Um resistor A, de resistência elétrica R, é colocado nos terminais de uma fonte de tensão elétrica constante. Com um amperímetro, mede-se a corrente elétrica i A que por ele passa. Após ser retirado, é colocado em seu lugar um outro resistor B. Com o mesmo am- perímetro, mede-se a corrente i B que por ele passa. Sabendo que i A = 4i B , é correto afirmar que a resistência de B é *a) 4,00R. d) 0,25R. b) 1,00R. e) 0,50R. c) 2,00R. [email protected] 28 (PUC/MG-2014.1) - ALTERNATIVA: A É comum observarmos pássaros sobre os fios de alta tensão, de- sencapados, sem sofrerem a ação de choques elétricos que possam causar a eles algum dano. Assinale a explicação CORRETA para o fato. *a) A diferença de potencial entre os dois pontos de apoio dos pás- saros sobre o fio é praticamente nula. b) A resistência elétrica do corpo dos pássaros é extremamente alta, impedindo a passagem de qualquer corrente elétrica através dele. c) A resistência elétrica do corpo dos pássaros é extremamente pequena fazendo com que os pássaros não percebam a corrente elé- trica através de seus corpos. d) A corrente elétrica nos fios de alta tensão é extremamente pequena. (MACKENZIE/SP-2014.1) - ALTERNATIVA: D Duas pilhas elétricas de resistências internas nulas, associadas em série, “alimentam” a lâmpada incandescente ilustrada na figura abaixo. O amperímetro ideal A indica a intensidade de corrente elétri- ca 0,50 A, quando o voltímetro V, também ideal, indica a d.d.p. de 3,00 V. A V Sabendo-se que a potência dissipada por efeito Joule no filamento da lâmpada corresponde a 1/4 do valor nominal, indicado pelo fabricante, pode-se afirmar que os valores máximos nominais, de potên- cia e tensão elétrica especificados na lâmpada (potência — d.d.p.), são a) 1,50 W — 3,00 V b) 3,00 W — 3,00 V c) 3,00 W — 6,00 V *d) 6,00 W — 6,00 V e) 6,00 W — 3,00 V (UNESP-2014.1) - RESPOSTA: R eq = 19 Ω; R 1 = 4,0 Ω e R 2 = 12 Ω Dois resistores ôhmicos, R 1 e R 2 , podem ser associados em série ou em paralelo. A resistência equivalente quando são associados em série é R S e quando são associados em paralelo é R P No gráfico, a curva S representa a variação da diferença de potencial elétrico entre os extremos da associação dos dois resistores em série, em função da intensidade de corrente elétrica que atravessa a associação de resistência equivalente R, e a curva P representa a variação da diferença de potencial elétrico entre os extremos da associação dos dois resistores em paralelo, em função da intensidade da corrente elétrica que atravessa a associação de resistência equivalente R P . Considere a associação seguinte, constituída por dois resistores R 1 e dois resistores R 2 . De acordo com as informações e desprezando a resistência elétrica dos fios de ligação, calcule a resistência equivalente da associação representada na figura e os valores de R 1 e R 2 , ambos em ohms. (UEPG/PR-2914.1) - RESPOSTA: SOMA = 31 (01+02+04+08+16) Os instrumentos de medidas elétricas mais utilizados são o amperí- metro, o voltímetro e o ohmímetro. Sobre a correta utilização e ca- racterísticas destes aparelhos, assinale o que for correto. 01) O voltímetro deve ser ligado em paralelo com o dispositivo do qual se deseja medir a d.d.p. 02) A resistência interna do amperímetro ideal é nula. 04) O ohmímetro é o instrumento utilizado para medir resistências elétricas. 08) O amperímetro deve ser ligado em série com o dispositivo do qual se quer medir a corrente elétrica. 16) Galvanômetro é um dispositivo muito sensível a pequenas correntes elétricas e é a base para a construção de amperímetros e voltímetros. (UEPG/PR-2014.1) - RESPOSTA: SOMA = 29 (01+04+08+16) No circuito abaixo, o gerador de f.e.m. 12 V tem um rendimento (ou eficiência) de 80%. Os resistores alimentados pelo gerador têm re- sistências iguais a R 1 = 4,5 Ω, R 2 = 6,0 Ω, R 3 = 3,0 Ω e R 4 = 6,0 Ω. ε R 1 R 2 R 3 R 4 r Sobre esse circuito, assinale o que for correto. 01) A potência útil medida em watt (W) pertence ao intervalo [15 − 17]. 02) A corrente que atravessa o resistor R 1 é igual a 2 A. 04) A potência total do gerador é menor que 20 W. 08) A resistência interna do gerador vale 1,5 Ω. 16) A potência dissipada no gerador é menor que 4 W. (UEPG/PR-2014.1) - RESPOSTA: SOMA = 29 (01+04+08+16) Analisando os circuitos abaixo, assinale o que for correto. 6Ω 20Ω 30Ω A B (1) 4Ω 10Ω 5Ω 2Ω 12Ω A B (3) 5Ω 30Ω 30Ω 30Ω 40Ω 20Ω 10Ω A B (2) 01) A resistência equivalente do circuito (1) é 4 Ω. 02) A corrente elétrica no resistor de 12 Ω no circuito (3) é diferente de zero. 04) A resistência equivalente do circuito (3) é maior que 4 Ω. 08) No circuito (2), as resistências de 40 Ω e 5 Ω não são atraves- sadas por corrente elétrica. 16) A resistência equivalente do circuito (2) é 20 Ω. [email protected] 29 (UFJF/MG-2014.1) - RESPOSTA: i = 1,6 × 10 −10 A A atividade elétrica nos tecidos vivos é um fenômeno que depende estritamente da membrana celular e de trocas iônicas com o meio ao seu redor. Em geral, os íons que predominantemente participam desse processo são K + , Na + , Ca ++ e Cl − . Imagine uma célula re- cebendo através de sua membrana 10 +6 íons de Na + a cada 1 ms. Sendo a carga elementar igual a 1,6 × 10 −19 C, calcule a intensidade da corrente elétrica através da membrana celular nessa situação. (VUNESP/FACISB-2014.1) - ALTERNATIVA: A Os desfibriladores são equipamentos eletrônicos portáteis que geram e aplicam pulsos de corrente elétrica no músculo cardíaco. Os desfibriladores podem fornecer até 360 joules de energia ao paciente e, para um choque aplicado a eletrodos fixos na superfície da pele do tórax, as durações das descargas são da ordem de 3,0 a 10,0 ms, com intensidade de alguns quilovolts e dezenas de ampères. (www.anvisa.gov.br. Adaptado.) Considere um desfibrilador que fornece 350 J por meio de uma di- ferença de potencial de 3,5 kV, durante um intervalo de tempo de 5,0 ms. Nesse caso, a intensidade média da corrente elétrica, em ampères, que se estabelece no paciente, é igual a *a) 20. d) 35. b) 25. e) 40. c) 30. (VUNESP/FAMECA-2014.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO O circuito representado é constituído de três lâmpadas e seu funcionamento ocorrerá quando os extremos A e B forem submetidos a uma diferença de potencial de 30 V. Os fios e conexões são considerados ideais. L 3 L 2 L 1 A B Quando acesas, cada lâmpada dissipa potência de 60 W. Sabendo que as lâmpadas L 2 e L 3 são idênticas e que L 1 é distinta das outras, calcule: a) as intensidades das correntes elétricas, em ampères, que atravessam as lâmpadas L 1 e L 2 . b) o valor da resistência elétrica equivalente do circuito, em ohms, entre os pontos A e B. RESPOSTA VUNESP/FAMECA-2014.1: a) i 1 = 2,0 A e i 2 = 4,0 A b) R eq = 5,0 Ω (VUNESP/FAMECA-2014.1) - ALTERNATIVA: D Ao duvidar do consumo de energia elétrica indicado na conta de seu escritório, um empresário decide calcular seu gasto energético mensal. Seus cálculos seriam simples uma vez que no escritório havia apenas 8 lâmpadas fluorescentes de 30 W cada uma e um computador de 360 W. Para efetuar os cálculos considerou que em um mês esses equipamentos eram acionados em apenas 25 dias, quando permaneciam ligados durante 10 horas em cada dia. Desse modo foi capaz de determinar que o consumo mensal de energia elétrica em seu escritório, em kWh, era de a) 600. *d) 150. b) 300. e) 750. c) 450. (IF/CE-2014.1) - ALTERNATIVA: A Dois fios, f 1 e f 2 , feitos de um mesmo material, estão submetidos à mesma tensão elétrica. O comprimento do fio 1 é três vezes o comprimento do fio 2, e a área da secção reta do fio 1 é igual a três meios da secção reta de 2. A razão entre as intensidades das correntes elétricas em 1 e 2 é *a) 0,5. d) 2,0. b) 1,0. e) 2,5 c) 1,5. (IF/CE-2014.1) - ALTERNATIVA: C Suponha um fio cilíndrico de comprimento L, resistividade ρ 1 e raio da seção transversal circular R. Um engenheiro eletricista, na tenta- tiva de criar um fio cilíndrico menor em dimensões físicas, mas com mesma resistência, muda o comprimento do fio para L/2, o raio da seção transversal circular para R/3 e a resistividade do material de que é feito o fio para ρ 2 . Dessa forma, a razão entre ρ 2 e ρ 1 , para que as resistências do segundo e do primeiro fio sejam iguais, deve ser de a) 1/9. b) 2/3. *c) 2/9. d) 5/3. e) 7/9. (FUVEST/SP-2014.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO A curva característica de uma lâmpada do tipo led (diodo emissor de luz) é mostrada no gráfico da página de respostas. V  (V) i  (A) Essa lâmpada e um resistor de resistência R estão ligados em série a uma bateria de 4,5 V, como representado na figura abaixo. Nessa condição, a tensão na lâmpada é 2,5 V. 4,5 V R led a) Qual é o valor da corrente i R no resistor? b) Determine o valor da resistência R. c) A bateria de 4,5 V é substituída por outra de 3 V, que fornece 60 mW de potência ao circuito, sem que sejam trocados a lâmpada e o resistor. Nessas condições, qual é a potência P R dissipada no resistor? Note e adote: As resistências internas das baterias devem ser ignoradas. RESPOSTA FUVEST/SP-2014.1): a) i R = 0,04 A b) R = 50 Ω c) P R = 20 mW (UFRGS/RS-2014.1) - ALTERNATIVA: B Observe o segmento de circuito. R 3 R 2 R 1 A B b a No circuito, V A = −20 V e V B = 10 V são os potenciais nas extremidades A e B; e R 1 = 2 kΩ, R 2 = 8 kΩ e R 3 = 5 kΩ são os valores das resistências elétricas presentes. Nessa situação, os potenciais nos pontos a e b são, respectivamente, a) −24 V e 0 V. *b) −16 V e 0 V. c) −4 V e 0 V. d) 4 V e 5 V. e) 24 V e 5 V. [email protected] 30 (UFRGS/RS-2014.1) - ALTERNATIVA: A Considere o circuito formado por três lâmpadas idênticas ligadas em paralelo à bateria, conforme representa a figura (1). + − C + − C (1) (2) Como a chave C foi aberta na figura (2), considere as afirmações abaixo sobre a figura (2), em comparação à situação descrita na figura (1). I - A potência fornecida pela bateria é a mesma. II - A diferença de potencial aplicada a cada lâmpada é a mesma. III - As correntes elétricas que percorrem as lâmpadas acesas são menores. Quais estão corretas? *a) Apenas II. b) Apenas III. c) Apenas I e II. d) Apenas I e III. e) I, II e III. (VUNESP/USCS-2014.1) - ALTERNATIVA: D A um circuito elétrico residencial, submetido a uma diferença de potencial igual a 100 V, foram associados em paralelo uma lâmpada de resistência igual a 100 Ω, uma torneira elétrica de 50 Ω e um chuveiro elétrico de 10 Ω. Em um certo dia, observou-se que a lâmpada permaneceu acesa por 5 horas, que a torneira elétrica foi aciona- da durante 30 minutos e que o chuveiro elétrico foi utilizado por 45 minutos. Considerando que cada quilowatt-hora custa 20 centavos, a despesa neste dia, em centavos, devido ao consumo de energia elétrica por esses aparelhos foi a) 15. b) 18. c) 32. *d) 27. e) 12. (SENAC/SP-2014.1) - ALTERNATIVA: D Uma fonte de f.e.m. 18 V e resistência interna 1 Ω é ligada em série a dois resistores ôhmicos, cada um de resistência elétrica 4 Ω, formando um circuito simples. Em 10 segundos de funcionamento, a energia dissipada no circuito vale, em joules, a) 40. b) 90. c) 180. *d) 360. e) 720. VESTIBULARES 2014.2 (UFU/MG-2014.2) - ALTERNATIVA: C Um amperímetro é um instrumento usado para medir corrente elétri- ca. No circuito representado na figura, há três deles, indicados por A 1 , A 2 e A 3 . A ddp entre os terminais X e Y é U, R 1 é igual a R 2 e Ch representa uma chave, que pode ser ligada e desligada. O circuito, inicialmente, está com a chave desligada. A 1 A 3 A 2 Ch R 1 R 2 X Y Quando a chave Ch for colocada na posição “ligada”, a indicação nos amperímetros A 1 , A 2 e A 3 , respectivamente, a) aumentará; aumentará; aumentará. b) diminuirá; se manterá; aumentará. *c) aumentará; se manterá; aumentará. d) se manterá; aumentará; diminuirá. (IF/CE-2014.2) - ALTERNATIVA: B Dois resistores são ligados em série a uma bateria ideal com força eletromotriz ε fazendo circular sobre o circuito uma corrente i 1 . Es- ses mesmos resistores são ligados em paralelo à mesma bateria de força eletromotriz ε fazendo com que uma corrente i 2 saia da fonte. Sabe-se que o produto entre os dois resistores é α e que a razão i 1/ i 2 = β. Nessas condições o valor da soma desses resistores é dada por: a) α / β . d) 3α / 2β √ . *b) α / β √ . e) √ 2α / β 3 . c) √ 2α / β . (UFU/MG-2014.2) - ALTERNATIVA: C O funcionamento do motor de um carrinho de brinquedo à pilha pode ser considerado um exemplo de um circuito gerador – resistor – receptor. Um esquema deste circuito pode ser montado, conforme mostrado na figura, em que ε e ε’ são, respectivamente, os valores da força eletromotriz da pilha e da força contraeletromotriz do motor do carrinho; r e r’ são as suas resistências internas; e R a resistência externa total do circuito. No circuito estão marcados quatro nós dis- tintos, a saber: 1, 2, 3 e 4. R r r’ ε’ ε + − + − Gerador (pilha) Receptor (motor do carrinho) 1 4 2 3 Qual dos nós possui maior valor de potencial elétrico? a) 1. b) 3. *c) 2. d) 4. [email protected] 31 (UNIFOR/CE-2014.2) - ALTERNATIVA: C Ao tentar ligar seu carro pela manhã, Paulo verificou que sua bateria estava em pane. (Fonte: http://novoemelhor.com/wp-content/uploads/2011/07/bateria-carro.jpg) Verificou a referência para poder comprar uma nova e na etiqueta constava 45 Ah. Esta medida se refere à: a) Energia Armazenada; b) Potência de Partida; *c) Carga Armazenada; d) Corrente Máxima; e) Diferença de Potencial. (UNESP-2014.2) - ALTERNATIVA: C Para compor a decoração de um ambiente, duas lâmpadas idên- ticas, L 1 e L 2 , com valores nominais (100 V – 100 W), devem ser ligadas em paralelo a uma fonte de tensão constante de 200 V. De- seja-se que L 1 brilhe com uma potência de 100 W e que L 2 brilhe com uma potência de 64 W. Para que as lâmpadas não queimem, dois resistores ôhmicos, R 1 e R 2 , com valores convenientes, são ligados em série com as respectivas lâmpadas, conforme o esquema representado na figura. R 1 L 1 R 2 L 2 200 V Considerando todos os fios utilizados na ligação como ideais e que as lâmpadas estejam acesas e brilhando com as potências deseja- das, é correto afirmar que os valores das resistências de R 1 e R 2 , em ohms, são, respectivamente, iguais a a) 200 e 100. d) 100 e 300. b) 200 e 150. e) 100 e 200. *c) 100 e 150. (CEFET/MG-2014.2) - ALTERNATIVA: C No gráfico abaixo, V e i representam, respectivamente, a diferença de potencial entre os terminais de um gerador e a corrente elétrica que o atravessa. i (A) 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 2,0 4,0 6,0 V(V) A força eletromotriz do gerador em volts e a sua resistência interna, em ohms, valem, respectivamente, a) 6,0 e 10. d) 10 e 40. b) 8,0 e 20. e) 12 e 40. *c) 10 e 20. (UDESC-2014.2) - ALTERNATIVA: D Assinale a alternativa incorreta em relação aos circuitos elétricos. a) A soma algébrica das variações de potencial elétrico em uma ma- lha é nula. b) Resistores são utilizados para limitar a intensidade da corrente elétrica. c) A soma algébrica da intensidade das correntes elétricas em um nó é nula. *d) Capacitores produzem e armazenam carga elétrica. e) Um resistor ôhmico é caracterizado por apresentar resistência elétrica constante, mesmo variando-se a tensão nele aplicada. (VUNESP/UNICID-2014.2) - ALTERNATIVA: C O circuito da figura representa uma fonte ideal e três resistores ôh- micos. R 1 = 20 Ω R 2 = 10 Ω R X 40 V + − Para que a intensidade da corrente elétrica no resistor R 1 seja o dobro da intensidade da corrente no resistor R 2 , o valor da resistência elétrica, em omhs, do resistor R X deve ser igual a a) 20. b) 30. *c) 10. d) 40. e) 25. (VUNESP/UNICID-2014.2) - ALTERNATIVA: B Um aparelho eletrodoméstico pode ser ligado a diferenças de potencial que vão de 100 V até 240 V. Um circuito interno ajusta seu funcionamento, de modo que a potência consumida pelo aparelho seja sempre a mesma. Quando ligado a uma diferença de potencial igual a 120 V, esse aparelho é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade I 1 . Se for ligado a uma diferença de potencial de 150 V, o aparelho será percorrido por uma corrente I 2 de valor igual a a) 0,64I 1 *b) 0,80I 1 c) 2,25I 1 d) 1,44I 1 e) 1,20I 1 (UNITAU/SP-2014.2) - ALTERNATIVA: D Um fio metálico, quando está à temperatura T 0 , apresenta as seguintes características: comprimento igual a L 0 e área transversal igual a S 0 . Desprezando a dilatação superficial do fio e sabendo que o seu coeficiente de dilatação linear é α, determine sua resistência quando ele estiver à temperatura T, sendo T > T 0 . Considere que a resistividade do fio seja independente da temperatura e igual a ρ. a) R = ρ S 0 L 0 (1 + α(T 0 - T)) b) R = ρ S 0 L 0 2 (1 + α(T - T 0 )) c) R = S 0 2 ρ L 0 (1 + α(T 0 - T)) *d) R = ρ S 0 L 0 (1 + α(T - T 0 )) e) R = R 0 = ρL 0 S 0 [email protected] 32 (UNIGRANRIO/RJ-2014.2) - ALTERNATIVA: B Um aparelho, ligado a uma rede elétrica que fornece uma tensão de 100 V, dissipa 20 W de potência. Determine a corrente elétrica nesse aparelho. a) 2.10 –2 A *b) 2.10 –1 A c) 5.10 –1 A d) 5.10 1 A e) 5.10 2 A (UNITAU/SP-2014.2) - ALTERNATIVA: B Considere dois resistores ôhmicos R 1 e R 2 . Quando R 1 e R 2 são combinados em série, obtém-se o equivalente a uma resistência de 6 Ω. Quando R 1 e R 2 são combinados em paralelo, obtém-se o equivalente a uma resistência de 4/3 Ω. As resistências são, respectivamente: a) R 1 = 2,8 Ω e R 2 = 3,2 Ω *b) R 1 = 2 Ω e R 2 = 4 Ω c) R 1 = 5 Ω e R 2 = 1 Ω d) R 1 = 3 Ω e R 2 = 3 Ω e) R 1 = 2,5 Ω e R 2 = 3,5 Ω (VUNESP/UNIVAG-2014.2) - ALTERNATIVA: E O gráfico apresenta a variação da tensão U em função da corrente elétrica i, para dois condutores ôhmicos A e B. U 0 i A B Considere duas situações distintas: na primeira, a tensão U é mantida constante; na segunda, a corrente i é mantida constante. As po- tências dissipadas nos dois condutores para estas duas situações, do condutor A em relação a B, são, respectivamente, a) igual e maior. b) maior e menor. c) menor e igual. d) maior e igual. *e) menor e maior. (USS/RJ-2014.2) - ALTERNATIVA: D Um circuito é composto de uma pilha ideal de força eletromotriz ε, uma chave C e três lâmpadas idênticas, 1, 2 e 3, conforme ilustra o esquema. 3 2 1 C Quando a chave C for ligada, a relação entre as potências dissipadas P 1 , P 2 e P 3 , respectivamente associadas às lâmpadas 1, 2 e 3, pode ser expressa como: a) P 1 > P 2 = P 3 b) P 1 = P 2 > P 3 c) P 1 < P 2 = P 3 *d) P 1 = P 2 = P 3 (MACKENZIE/SP-2014.2) - ALTERNATIVA: A Dois resistores com resistências elétricas R 1 e R 2 são associados em série e depois em paralelo. Cada associação é submetida à mesma diferença de potencial elétrico U. Considerando a potência dissipada na associação em série representada por P S e na associação em paralelo por P p , é correto afirmar que *a) P S é menor que P p . b) P S é maior que P p . c) P S é igual a P p . d) A comparação entre P S e P p dependem dos valores de R 1 e R 2 . e) A comparação entre P S e P p depende do valor de U. (PUC/GO-2014.2) - ALTERNATIVA: C No Texto 8, temos referência a vaga-lumes, que podem produzir efeitos luminosos. Podemos, ao produzir efeitos luminosos, transformar, energia elétrica em térmica, como no caso das lâmpadas incandescentes. Considere uma lâmpada de 100 W indicada para funcionar normalmente em uma rede de 220 V. Essa mesma lâmpa- da é levada para outra cidade e ligada em outra rede cuja tensão é de 110 V. Considerando-se que a resistência da lâmpada não mude e comparando-se o seu desempenho ao de outra lâmpada idêntica ligada a uma rede de 220 V, pode-se afirmar que (marque a alternativa correta): a) o brilho da lâmpada ligada na rede de 110 V será menor que na rede de 220 V, pois sua potência dissipada será de 50 W e a corrente que passa por ela será de 5/11 A. b) o brilho da lâmpada ligada na rede de 110 V será menor que na rede de 220 V, mas sua potência dissipada será de 100 W, pois essa é uma característica indicada pelo fabricante da lâmpada. *c) o brilho da lâmpada ligada na rede de 110 V será menor que na rede de 220 V, pois sua potência dissipada será de 25 W, e a corrente que passa por ela será de 5/22 A. d) o brilho da lâmpada ligada na rede de 110 V será menor que na rede de 220 V, pois sua potência dissipada será de 25 W, e a corrente que passa por ela será de 5/11 A. (FEI/SP-2014.2) - ALTERNATIVA: B Um ebulidor (resistência usada para aquecer a água) foi imerso em 1 litro de água a 25 ºC. Quando o ebulidor é ligado a uma tomada de 100 V, a água atinge 75 ºC em 10 minutos. Desprezando-se as trocas de calor para o recipiente e o ambiente, determinar o valor da resistência do ebulidor. Dados: calor específico da água c = 1 cal/g.ºC densidade da água d = 1000 g/L Obs.: considerar 1 cal = 4 J. a) 20 Ω *b) 30 Ω c) 40 Ω d) 50 Ω e) 60 Ω (FEI/SP-2014.2) - ALTERNATIVA: C Um resistor de resistência R foi associado em paralelo a outra resis- tência 4R. A resistência equivalente da associação é: a) 1,25 R b) 5 R *c) 0,8 R d) 3 R e) 2 R (PUC/RS-2014.2) - ALTERNATIVA: B Uma residência tem rede elétrica de 120 V. Em determinado dia, observa-se que, durante duas horas, permanecem ligadas à tensão de 120 V uma lâmpada de filamento com potência de 100 W, um ferro de passar roupas de 800 W e um aquecedor elétrico de água de 4000 W. Em decorrência disso, é possível afirmar que I. o consumo de energia elétrica total durante as duas horas é de 9,8 kWh. II. a corrente elétrica no resistor do ferro de passar roupas é 3 A. III. a resistência elétrica do aquecedor de água vale 3,6 Ω. IV. a resistência elétrica da lâmpada é menor do que a do ferro de passar e a do aquecedor. Estão corretas apenas as afirmativas a) I e II. d) II e III. *b) I e III. e) I, II e IV. c) I e IV. [email protected] 33 (IF/CE-2014.2) - ALTERNATIVA: E O chuveiro elétrico é um dispositivo conhecido pelo seu elevado consumo de eletricidade. Isto se deve à utilização de uma resistên- cia elétrica, em seu interior, para aquecer a água através do efeito Joule. Assim sendo, considere um chuveiro elétrico, projetado para operar em 220 V e capaz de dissipar uma potência P. Se este mesmo chuveiro é alimentado com apenas 110 V, qual será a potência que ele dissipará nesta nova condição? a) 4P/3 b) P/2 c) 2P d) 4P *e) P/4 (IF/CE-2014.2) - ALTERNATIVA: C Define-se Potência elétrica como uma grandeza que mede a rapidez com que a energia elétrica é transformada em outra forma de energia. No Sistema Internacional de Unidades, a Potência é medida em: a) Joule d) Ampere b) Volt e) Newton *c) Watt (IF/CE-2014.2) - ALTERNATIVA: E Três resistores, R 1 = R 2 = R 3 = 6 Ω estão associados conforme figura abaixo. A tensão elétrica (U) vale 12 Volts. A intensidade da corrente elétrica i 2 , em Amperes, vale: R 3 R 2 R 1 U i 3 i 2 i 1 i A B Fonte: http://minhasaulasdefisica.blogspot.com.br/ a) 10 b) 6 c) 4 d) 3 *e) 2 (PUC/SP-2014.2) - ALTERNATIVA: B As especificações técnicas de uma TV de LED com 60 polegadas e resolução Full HD indicam uma potência de 180 W. Considere que esse aparelho de TV seja utilizado para assistir apenas aos jogos da seleção brasileira na Copa do Mundo de 2014. www.americanas.com.br/produto/113857086/smarttv-led-60-3d-lg- 60la7400-full-hd- Supondo que a seleção brasileira seja uma das finalistas, e que, para tal, tenha realizado um total de 7 partidas, qual o custo aproximado, em reais, devido ao uso desse aparelho para assistir apenas aos jogos da seleção brasileira e aos comentários nos intervalos do primeiro para o segundo tempo de cada uma delas? Considere que nenhuma partida assistida teve prorrogação, que cada uma delas teve duração de 90 minutos e o intervalo entre o primeiro e o segundo tempo de cada partida foi de exatos 15 minutos. Adote o valor do kWh igual a R$ 0,30. a) 0,62 *b) 0,66 c) 0,57 d) 2,21 e) 2,08 (UCS/RS-2014.2) - ALTERNATIVA: E Um dos sistemas de proteção residencial mais usados hoje são as cercas de alta tensão. O modelo urbano comum é constituído basicamente de fios condutores paralelos e sem contato condutor entre si, dispostos ao longo da parte superior de um muro. Suponha, por simplicidade, um sistema com 3 fios equipotenciais. O fio inferior representa uma linha equipotencial de 0 V, o fio do meio uma linha equipontencial de 110 V, e o fio de cima uma linha equipotencial de 2000 V. Nessas condições, uma pessoa que, graças à sua vesti- menta e procedimentos, está em isolamento perfeito com a terra, ao tentar atravessar o muro tomará choque quando encostar a) somente uma das mãos no fio de 0 V. b) somente uma das mãos no fio de 2000 V. c) as duas mãos no fio de 110 V. d) as duas mãos no fio de 2000 V. *e) simultaneamente em quaisquer dois fios. (UCS/RS-2014.2) - ALTERNATIVA: C Uma sala de uma residência alimentada por uma rede elétrica de 220 V possui sistema de aquecimento no piso onde uma serpentina é aquecida por uma corrente elétrica. O ambiente é aquecido por convecção, mas há fuga de energia pelas janelas e frestas das por- tas. Assumindo que 500 J/s são necessários para manter a temperatura da sala em certa temperatura escolhida, mas que ocorre uma fuga de calor na taxa de 50 J/s, qual a corrente elétrica que deve circular pela serpentina? a) 0,2 A d) 3,3 A b) 1,3 A e) 5,4 A *c) 2,5 A (ACAFE/SC-2014.2) - ALTERNATIVA: C A tabela abaixo mostra as especificações de alguns aparelhos elé- tricos. Aparelho Voltagem (V) Potência (W) Forno 250 3125 Secador de cabelo 220 1210 Cafeteira 110 550 Lâmpada de carro 12 36 O aparelho com maior resistência elétrica é: a) a cafeteira. *c) o secador de cabelo b) o forno. d) a lâmpada de carro. (IF/SC-2014.2) - RESPOSTA: SOMA = 17 (01+16) No laboratório, numa aula prática de eletricidade, o professor entre- gou aos seus alunos três resistores cujas resistências elétricas são R 1 > R 2 > R 3 e uma fonte de corrente contínua, para esabelecer uma diferença de potencial V AB . Assim sendo, sobre a associação de resistores, leia e analise as proposições e assinale no cartão-resposta a soma da(s) CORRETA(S). 01. Os três resistores podem ser substituídos por um único resistor, de resistência R 1 + R 2 + R 3 , caso a associação seja em série. 02. A diferença de potencial no resistor de resistência R 3 é igual a V AB , caso a associação seja em série. 04. A intensidade de corrente, no resistor de resistência R 1 , é dada por V AB / R 1 , caso a associação seja em série. 08. A intensidade da corrente, no resistor de resistência R 2 , será sempre a mesma, qualquer que seja o tipo da associação entre eles. 16. Caso a associação seja em paralelo, retirando-se um dos resistores, a intensidade de corrente nos demais não se altera. 32. A potência dissipada pelo resistor de resistência R 1 será sempre maior que a dissipada pelos demais, qualquer que seja o tipo da associação entre eles. [email protected] 34 (IF/SC-2014.2) - RESPOSTA: SOMA = 20 (04+16) Galvanômetro é um medidor elétrico de ponteiros, que funciona atra- vés da interação da corrente elétrica com um campo magnético. O galvanômetro pode funcionar como amperímetro ou voltímetro, dependendo de como está conectado ao circuito. Hoje em dia é difícil encontrar esses instrumentos de medida elétrica com ponteiros, os denominados analógicos, pois os digitais dominam o mercado, mas o princípio de funcionamento é o mesmo para ambos. Com base no exposto assinale no cartãoresposta a soma da(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. Na função voltímetro sua resistência interna tem que ser a maior possível, de preferência tendendo a infinito e deve ser ligado em série com o trecho no qual se deseja medir a tensão elétrica. 02. Na função voltímetro sua resistência interna tem que ser a menor possível, de preferência tendendo a zero e deve ser ligado em série com o trecho no qual se deseja medir a corrente elétrica. 04. Na função amperímetro sua resistência interna tem que ser a menor possível, de preferência tendendo a zero e deve ser ligado em série com o trecho no qual se deseja medir a corrente elétrica. 08. Na função amperímetro sua resistência interna tem que ser a maior possível, de preferência tendendo a zero e deve ser ligado em série com o trecho no qual se deseja medir a corrente elétrica. 16. Na função voltímetro sua resistência interna tem que ser a maior possível, de preferência tendendo a infinito e deve ser ligado em paralelo com o trecho no qual se deseja medir a tensão elétrica. (UNIMONTES/MG-2014.2) - ALTERNATIVA: B Considere o circuito representado na figura. ∆V = 6 V r = 1 Ω R 1 = 2 Ω R 2 = 3 Ω R 3 = 6 Ω As correntes elétricas i 1 , i 2 , i 3 , em ampères, que passam pelos resistores R 1 , R 2 e R 3 , valem, respectivamente: a) 1,25, 0,80 e 0,35. *b) 1,5, 1,0 e 0,5. c) 1,75, 1,25 e 0,75. d) 1,0, 0,75 e 0,25. (UECE-2014.2) - ALTERNATIVA: A Uma lâmpada incandescente é ligada a uma bateria automotiva de 12 V por dois fios condutores ideais. Sobre esses condutores, é correto afirmar que passa por eles *a) uma corrente elétrica cuja intensidade depende da resistência do filamento da lâmpada. b) uma corrente elétrica de 12 V. c) uma tensão elétrica cuja intensidade depende da resistência do filamento da lâmpada. d) uma corrente elétrica de 12 W. (SENAI/SP-2014.2) - ALTERNATIVA: D No circuito elétrico representado na figura a seguir, os fios possuem resistência elétrica desprezível e todos os aparelhos funcionam com a potência indicada quando submetidos a uma tensão de 110 V. 110 V 390 W i 1 60 W i 2 100 W i 3 A intensidade da corrente elétrica na tomada é de a) 2 A. *d) 5 A. b) 3 A. e) 6 A. c) 4 A. (UNESP-2014.2) - RESPOSTA: R L = 30 Ω e Energia ≅ 1,3 × 10 4 J O circuito representado na figura é utilizado para obter diferentes intensidades luminosas com a mesma lâmpada L. A chave Ch pode ser ligada ao ponto A ou ao ponto B do circuito. Quando ligada em B, a lâmpada L dissipa uma potência de 60 W e o amperímetro ideal A indica uma corrente elétrica de intensidade 2 A. E = 100 V A L B A Ch 45 Ω 20 Ω Considerando que o gerador tenha força eletromotriz constante E = 100 V e resistência interna desprezível, que os resistores e a lâmpada tenham resistências constantes e que os fios de ligação e as conexões sejam ideais, calcule o valor da resistência R L da lâm- pada, em ohms, e a energia dissipada pelo circuito, em joules, se ele permanecer ligado durante dois minutos com a chave na posição A. OBS.: Para se chegar na resposta fornecida acima é necessário desconsiderar a potência de 60 W dissipada pela lâmpada, pois esse valor é incompatível com a corrente de 2 A. (IFSUL/RS-2014.2) - ALTERNATIVA: A Uma cerca eletrificada é projetada e fabricada com um transformador elevador de tensão. O que este transformador provoca no circuito do dispositivo? *a) Diminuição da intensidade de corrente elétrica. b) Aumento da voltagem contínua constante. c) Ampliação da potência elétrica dissipada. d) Redução da energia total transferida aos fios. (IFSUL/RS-2014.2) - ALTERNATIVA: B Em noites úmidas e frias de observação astronômica, é comum a condensação do vapor de água nas lentes dos telescópios. Com o intuito de minimizar este efeito pode-se utilizar cintas térmicas ao redor do tubo óptico destes equipamentos. Um estudante deseja projetar uma cinta térmica que dissipe uma potência elétrica de 3 W, e ele possui à disposição uma fonte de tensão elétrica de 12 V e somente resistores de 8 Ω. Qual dos circuitos a seguir é capaz de dissipar a potência elétrica especificada na situação do enunciado? a) *b) c) d) (IFSUL/RS-2014.2) - ALTERNATIVA: A Uma lâmpada LED de 7W é submetida a uma tensão elétrica de 220 V e necessita ficar permanentemente ligada por trinta dias. Conside- re que o custo de 1 kWh seja igual a R$ 0,40. Qual é o custo aproximado do funcionamento da lâmpada para o tempo especificado no enunciado? *a) R$ 2,00 b) R$ 5,00 c) R$ 10,00 d) R$ 20,00 [email protected] 35 (IFSUL/RS-2014.2) - ALTERNATIVA: C No circuito abaixo, o amperímetro e o voltímetro são ideais. 100 V 8,4 ohm 2,0 ohm 8,0 ohm V A Nas condições propostas no circuito, o amperímetro e o voltímetro indicam a) 20 A, 84 V b) 50 A, 100 V *c) 8,0 A, 84 V d) 8,0 A, 120 V (VUNESP/UNIFEV-2014.2) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO Uma sala é iluminada por quatro lâmpadas idênticas de característi- cas nominais 60 W – 120 V, que são acionadas por duas chaves, A e B, conforme representado na figura. A 120 V ~ B Determine: a) a intensidade total da corrente, em ampères, no circuito, se apenas a chave B estiver fechada. b) o consumo de energia, em kWh, durante 4,0 h, se as duas chaves, A e B, estiverem fechadas. RESPOSTA VUNESP/UNIFEV-2014.2: a) i = 1,0 A b) E = 0,96 kWh (UTFPR-2014.2) - ALTERNATIVA: B Sobre eletricidade, considere as seguintes afirmações: I) Um condutor elétrico, submetido a uma diferença de potencial de 1 volt e a uma corrente elétrica de 1 ampere, dissipa a potência de 1 watt. II) Pelas pilhas de uma lanterna elétrica acesa sempre circulam correntes elétricas alternadas. III) A resistência elétrica de um condutor elétrico depende apenas da natureza do material do condutor. Está(ão) correta(s) apenas: a) I e II. d) II. *b) I. e) II e III. c) III. (UNITAU/SP-2014.2) - ALTERNATIVA: E A resistência de um resistor de fio obedece à equação R = ρL/A, onde ρ é a resistividade do fio, L é o comprimento do fio e A é a área da seção transversal do fio. Para dois resistores feitos de fios de mesma resistividade e de mesmo comprimento com áreas de seções transversais A 1 e A 2 , quando submetidos à mesma diferença de potencial V, é CORRETO afirmar que a relação P 1 /P 2 de potên- cias dissipadas, por efeito Joule, por esses resistores onde A 2 = 4A 1 , é: a) P 1 /P 2 = 4 b) P 1 /P 2 = 2 c) P 1 /P 2 = 1/2 d) P 1 /P 2 = 1/8 *e) P 1 /P 2 = 1/4 (UNITAU/SP-2014.2) - ALTERNATIVA: B Considere dois resistores ôhmicos R 1 e R 2 . Quando R 1 e R 2 são combinados em série, obtém-se o equivalente a uma resistência de 6 Ω. Quando R 1 e R2 são combinados em paralelo, obtém-se o equivalente a uma resistência de 4/3 Ω. As resistências são, respectivamente: a) R 1 = 2,8 Ω e R 2 = 3,2 Ω *b) R 1 = 2 Ω e R 2 = 4 Ω c) R 1 = 5 Ω e R 2 = 1 Ω d) R 1 = 3 Ω e R 2 = 3 Ω e) R 1 = 2,5 Ω e R 2 = 3,5 Ω (UECE-2014.2) - ALTERNATIVA: D A potência dissipada por efeito joule em um resistor de R Ohms ligado a uma tensão de x Volts pode ser calculada como x 2 /R. Assim, a potência pode ser medida em a) Volt/Ohm. b) Ohm/Volt. c) Joule∙ segundo. *d) Joule/segundo. (UECE-2014.2) - RESPOSTA: B Dois chuveiros elétricos têm potências P 1 = 1,1 kW e P 2 = 2,2 kW quando ligados à tomada com tensão de 220 V. Esses dispositivos são essencialmente resistores ôhmicos, conforme ilustra a figura a seguir. Em uma residência com dois banheiros, um instalador liga os chuveiros entre si segundo duas configurações: em série ou em paralelo. É correto afirmar que, se usados simultaneamente, a potência total consumida pelos chuveiros seria a) P 1 +P 2 para a ligação em série e P 1 P 2 /(P 1 +P 2 ) para a ligação em paralelo. *b) P 1 +P 2 para a ligação em paralelo e P 1 P 2 /(P 1 +P 2 ) para a ligação em série. c) P 1 +P 2 para a ligação em paralelo e P 1 +P 2 para a ligação em sé- rie. d) P 1 +P 2 para a ligação em paralelo e P 2 −P 1 para a ligação em série. (UEPG/PR-2014.2) - RESPOSTA: SOMA = 19 (01+02+16) No circuito abaixo, considerando que os resistores são idênticos e com resistência elétrica igual a 1,0 Ω. O circuito é alimentado por uma bateria cuja fem é igual a 26,0 V. Sobre esse evento físico, assinale o que for correto. 01) A resistência equivalente a do circuito é igual a 13/7 Ω. 02) A corrente elétrica através da bateria é igual a 14 A. 04) A corrente elétrica entre os pontos C e B é igual a 12 A. 08) A ddp entre os pontos A e B é igual a 14 V. 16) A ddp entre os pontos A e C é igual a 12 V. [email protected] 36 (UNIFENAS/MG-2014.2) - ALTERNATIVA: E Um circuito elétrico é composto por um gerador de força eletromotriz (E) 200 Volts, resistência interna de 5 Ω e um resistor ôhmico de 20 Ω. Encontre a potência gerada, a potência fornecida e o rendimento do gerador, respectivamente. a) 1280 W, 1000 W e 40%. b) 1080 W, 1100 W e 50%. c) 1200 W, 1000 W e 60%. d) 1280 W, 1600 W e 70%. *e) 1600 W, 1280 W e 80%. (UNIFENAS/MG-2014.2) - ALTERNATIVA: A O circuito elétrico de uma residência foi modernizado. Houve altera- ções de calibres (diâmetro) da fiação e substituições de equipamentos. Antes, tínhamos na residência os seguintes equipamentos com suas respectivas potências: • 2 Televisores de 200 W cada • 1 máquina de lavrar de 1700 W • 1 forno de microondas de 1800 W • 10 lâmpadas de 150 W Quanto aos novos equipamentos: • 2 Televisores de 150 W cada • 1 tanquinho de 500 W • 1 forno de microondas de 900 W • 10 lâmpadas fluorescentes de 40 W Assim, qual será a economia de energia no final do mês? Considere que 1 mês tenha 30 dias e que cada equipamento funcione 2 horas e 30 minutos, diariamente, tanto antes quanto depois das alterações. *a) 247,5 kWh. b) 374,0 kWh. c) 742,5 kWh. d) 475,2 kWh. e) 170,5 kWh. [email protected] 37 ELETRICIDADE ELETROMAGNETISMO VESTIBULARES 2014.1 (UNICENTRO/PR-2014.1) - ALTERNATIVA: A Ao se aplicar uma corrente elétrica i em uma espira, surge um campo magnético ao redor do fio dessa espira. Assinale a alternativa que representa, corretamente, o campo mag- nético gerado. *a) i i B → d) i i B → b) i i B → e) i i B → c) i i B → (IME/RJ-2014.1) - ALTERNATIVA: A A figura acima mostra um bloco de massa m e carga q, preso a uma mola OP ideal, paralela ao eixo x e de constante elástica K. O bloco encontra-se em equilíbrio estático, sob a ação de um campo elétrico uniforme E → , um campo magnético uniforme B → e um campo gravitacional uniforme g → , todos no plano xy, conforme indicados na figura. B → g → E → x y Eixo z apontando para fora da página z O K P m, q Se o bloco for desconectado da mola no ponto P, um observador posicionado no ponto O verá o bloco descrever um movimento cur- vilíneo *a) paralelo ao plano xz, afastando-se. b) no plano xy, mantendo fixo o centro de curvatura. c) no plano xy, afastando-se. d) no plano xy, aproximando-se e) paralelo ao plano xz, aproximando-se. (ENEM-2013) - ALTERNATIVA: A Desenvolve-se um dispositivo para abrir automaticamente uma porta no qual um botão, quando acionado, faz com que uma corrente elétrica i = 6 A percorra uma barra condutora de comprimento L = 5 cm, cujo ponto médio está preso a uma mola de constante elástica k = 5 × 10 −2 N/cm. O sistema mola-condutor está imerso em um campo magnético uniforme perpendicular ao plano. Quan- do acionado o botão, a barra sairá da posição do equilíbrio a uma velocidade média de 5 m/s e atingirá a catraca em 6 milisegundos, abrindo a porta. B → L 0 C i i x (cm) V → isolante catraca fio mola k A intensidade do campo magnético, para que o dispostivo funcione corretamente, é de *a) 5 × 10 −1 T. b) 5 × 10 −2 T. c) 5 × 10 1 T. d) 2 × 10 −2 T. e) 2 × 10 0 T. (UFPR-2014.1) - ALTERNATIVA: D O espectrômetro de massa é um equipamento utilizado para se es- tudar a composição de um material. A figura abaixo ilustra diferentes partículas de uma mesma amostra sendo injetadas por uma abertura no ponto O de uma câmara a vácuo. Essas partículas possuem mesma velocidade inicial v → , paralela ao plano da página e com o sentido indicado no desenho. No interior desta câmara há um campo magnético uniforme B → perpendicular à velocidade v → , cujas linhas de campo são perpendiculares ao plano da página e saindo desta, conforme representado no desenho com o símbolo . As partículas descrevem então trajetórias circulares identificadas por I, II, III e IV. v → O B → r 4 r 1 r 2 r 3 III II I IV Considerando as informações acima e os conceitos de eletricidade e magnetismo, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas: ( ) A partícula da trajetória II possui carga positiva e a da trajetória IV possui carga negativa. ( ) Supondo que todas as partículas tenham mesma carga, a da trajetória II tem maior massa que a da trajetória I. ( ) Supondo que todas as partículas tenham mesma massa, a da trajetória III tem maior carga que a da trajetória II. ( ) Se o módulo do campo magnético B fosse aumentado, todas as trajetórias teriam um raio maior. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo. a) V – V – V – F. b) F – V – F – V. c) V – F – V – V. *d) V – V – F – F. e) F – F – V – V. [email protected] 38 (VUNESP/UNICASTELO-2014.1) - ALTERNATIVA: E Duas placas planas e paralelas de comprimento L cada uma, distantes L uma da outra, estão eletrizadas com cargas de sinais opostos. Na região entre as placas atuam dois campos uniformes, um elétrico E e outro magnético B, perpendiculares entre si e representados na figura. B → E → + + + + + + + − − − − − − − L L V Uma carga elétrica puntiforme positiva atravessa a região entre as placas com velocidade constante, segundo a linha tracejada paralela às placas, sem sofrer nenhum desvio. Sendo U a diferença de potencial entre as placas eletrizadas, o tempo necessário para que a carga atravesse a região entre elas é igual a a) U· L 2 B d) B· L U 2 b) B· L· U *e) B·L 2 U c) B 2 · L· U (VUNESP/UNIVAG-2014.1) - ALTERNATIVA: C O circuito da figura é constituído por uma bateria ideal de 12 V, resistores ôhmicos de resistência elétrica 6 Ω cada e fios de ligação de resistência elétrica desprezível. A intensidade de corrente elétrica que percorre o fio longo AB gera no ponto P um campo magnético B → de direção perpendicular ao plano da folha. 2 mm B A P 12 V 6 Ω 6 Ω 6 Ω 6 Ω Considerando o circuito imerso em um meio cuja permeabilidade magnética é µ = 6π × 10 −7 T· m/A e as informações contidas na figura, é correto afirmar que a intensidade do campo magnético B → , em tesla, e seu sentido são, respectivamente, a) 3π × 10 −6 e entrando no plano da folha. b) 2 × 10 −7 e entrando no plano da folha. *c) 3 × 10 −4 e saindo do plano da folha. d) 3π × 10 −7 e entrando no plano da folha. e) 3 × 10 −6 e saindo do plano da folha. (UNICENTRO/PR-2014.1) - ALTERNATIVA: B Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, o que o experimento de Hans Christian Oersted (1820) comprova. a) A capacitância de um capacitor é dada pela razão entre a carga e a ddp aplicada. *b) A corrente elétrica em um fio condutor gera um campo magnético ao seu redor. c) Um corpo eletrizado positivamente é capaz de induzir outro a se eletrizar negativamente. d) Um ímã natural bipartido apresentará os mesmos polos magné- ticos de antes. (PUC/GO-2014.1) - ALTERNATIVA: A “De pios templos, cujos sacerdotes Repetirão a cada aurora (hrodo, Hrododáktulos Eos, brododáktulos!) Que Santo, Santo, Santo é o Ser Humano – Flecha partindo atrás de flecha eterna – Agora e sempre, sempre, nunc et semper...” No texto 7 é citada a palavra aurora, que entra na nomeação de um fenômeno que ocorre nas regiões polares devido à força magnética exercida pelo campo magnético terrestre sobre partículas em movimento. Nas auroras boreal e austral, temos um lindo espetáculo formado por uma “cortina de luz” na atmosfera terrestre. Considere um segmento de fio horizontal percorrido por uma corrente elétrica de 30 A para a direita. Num determinado instante, uma partícula com carga positiva de 8 × 10 −6 C está se movendo a uma velocidade de 100 m/s para a direita, num ponto 5 cm acima do segmento de fio. Considerando-se a constante de permeabilidade magnética µ = 4π × 10 −7 Tm/A, analise as afirmativas a seguir: I - No ponto em que se encontra a carga (5 cm acima do fio), o campo magnético gerado pelo segmento de fio tem um valor de 1,2 × 10 −4 T. II - O campo magnético citado no item anterior (item I) tem direção horizontal e sentido para a direita. III - No instante considerado, a força magnética exercida pelo segmento de fio sobre a carga elétrica vale 9,6 × 10 −8 N. IV - A força magnética citada no item anterior (item III) tem um sentido de afastamento (vertical para cima) do segmento de fio. Em relação às afirmativas analisadas, assinale a única cujos itens estão todos corretos: *a) I, III b) I, IV c) I, III, IV d) II, III, IV (UFSC-2014.1) - ALTERNATIVA: D Na figura abaixo, a Usina Hidrelétrica Campos Novos é mostrada parcialmente. A usina possui um reservatório com área inundada de 25,9 km 2 e potência instalada de 880 MW. Sua barragem é a quarta mais alta do mundo do tipo enrocamento, um maciço composto de blocos de rocha compactados. Em operação desde 2006, a Usina Hidrelétrica Campos Novos responde por aproximadamente 1/4 do consumo de energia elétrica de todo o estado de Santa Catarina. Disponível em: <http://www.enercan.com.br/site/interno.php?it=1&conteudo=usina&sub=0> Acesso em: 3 out. 2013. Identifique se são verdadeiras (V) ou falsas (F) as afirmativas abaixo. ( ) A energia cinética da água é totalmente convertida em energia elétrica pelos geradores da usina. ( ) As usinas hidrelétricas são consideradas fontes renováveis de energia. ( ) A energia produzida pela usina pode ser medida em MWh. ( ) O princípio de funcionamento de um gerador elétrico é explicado pela Lei de Faraday. ( ) As usinas hidrelétricas são as únicas fontes de energia elétrica para residências no estado de Santa Catarina. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA, de cima para baixo. a) F – V – F – F – V b) V – V – F – V – F c) V – F – V – F – F *d) F – V – V – V – F [email protected] 39 (UNICENTRO/PR-2014.1) - ALTERNATIVA: E Observe a figura a seguir. B → A figura representa o protótipo de um levitador que consiste em um pequeno cilindro de cobre ligado a dois fios, por onde passa uma corrente elétrica i. Considerando que o cilindro está em uma região com campo magné- tico constante (entrando no plano), para o cilindro levitar é preciso a) que a força magnética, devido à corrente, seja igual ao campo magnético. b) que a força peso e o campo magnético tenham o mesmo valor. c) aplicar uma corrente elétrica igual ao campo magnético. d) aplicar uma corrente elétrica no sentido da direita para a esquerda. *e) aplicar uma corrente elétrica no sentido da esquerda para a direita. (UDESC-2014.1) - ALTERNATIVA: E Analise as proposições relacionadas às linhas de campo elétrico e às de campo magnético. I. As linhas de força do campo elétrico se estendem apontando para fora de uma carga pontual positiva e para dentro de uma carga pontual negativa. II. As linhas de campo magnético não nascem nem morrem nos ímãs, apenas atravessam-nos, ao contrário do que ocorre com os corpos condutores eletrizados que originam os campos elétricos. III. A concentração das linhas de força do campo elétrico ou das linhas de campo magnético indica, qualitativamente, onde a intensidade do respectivo campo é maior. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. b) Somente a afirmativa II é verdadeira. c) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. d) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. *e) Todas as afirmativas são verdadeiras. (UDESC-2014.1) - ALTERNATIVA: D Uma partícula, de massa m = 5,0 × 10 −18 kg e carga q = 8,0 × 10 −6 C, penetra perpendicularmente em um campo magnético uniforme, com velocidade constante de módulo v = 4,0 × 10 6 m/s, passando a descrever uma órbita circular de raio r = 5,0 × 10 3 cm, desprezando o efeito do campo gravitacional. O módulo do campo magnético a que a partícula está submetida é igual a: a) 4,0 × 10 −4 T b) 0,5 × 10 −8 T c) 2,0 × 10 −6 T *d) 5,0 × 10 −8 T e) 5,0 × 10 −7 T (UDESC-2014.1) - ALTERNATIVA: E Assinale a alternativa incorreta a respeito de fenômenos eletromag- néticos. a) Fios condutores paralelos e percorridos por correntes elétricas de mesmo sentido atraem-se, enquanto os de sentidos opostos repelem-se. b) Uma corrente elétrica é induzida em um circuito sempre que há uma variação do fluxo magnético. c) Um condutor percorrido por uma corrente elétrica, colocado em um campo magnético, sofre a ação de uma força exercida por este campo. d) Não é possível separar os pólos magnéticos de um ímã perma- nente, em forma de barra, quebrando-o. *e) Cargas elétricas em repouso ou em movimento produzem um campo elétrico e um campo magnético. (UNESP-2014.1) - ALTERNATIVA: C A figura é o esquema simplificado de um disjuntor termomagnético utilizado para a proteção de instalações elétricas residenciais. O circuito é formado por um resistor de baixa resistência R; uma lâmina bimetálica L, composta pelos metais X e Y; um eletroímã E; e um par de contatos C. Esse par de contatos tende a abrir pela ação da mola M 2 , mas o braço atuador A impede, com ajuda da mola M 1 . O eletroímã E é dimensionado para atrair a extremidade do atuador A somente em caso de corrente muito alta (curto circuito) e, nessa situação, A gira no sentido indicado, liberando a abertura do par de contatos C pela ação de M 2 . M 1 M 2 A R L E C X Y esquerda direita corrente elétrica De forma similar, R e L são dimensionados para que esta última não toque a extremidade de A quando o circuito é percorrido por uma corrente até o valor nominal do disjuntor. Acima desta, o aquecimen- to leva o bimetal a tocar o atuador A, interrompendo o circuito de forma idêntica à do eletroímã. (www.mspc.eng.br. Adaptado.) Na condição de uma corrente elevada percorrer o disjuntor no sentido indicado na figura, sendo α X e α Y os coeficientes de dilatação linear dos metais X e Y, para que o contato C seja desfeito, deve valer a relação ___________ e, nesse caso, o vetor que representa o campo magnético criado ao longo do eixo do eletroímã apontará para a _____________ . Os termos que preenchem as lacunas estão indicados correta e respectivamente na alternativa a) α X > α Y … esquerda. b) α X < α Y … esquerda. *c) α X > α Y … direita. d) α X = α Y … direita. e) α X < α Y … direita. (FAVIP/PE-2014.1) - ALTERNATIVA: B Uma partícula com carga elétrica negativa ingressa numa região de campo magnético uniforme (região acinzentada da figura a seguir). Nesta região, a partícula descreve um arco de circunferência, como indicado. Sobre o campo magnético nesta região, pode-se afirmar que: a) possui direção horizontal, paralela ao plano da página e sentido da direita para a esquerda. *b) possui direção perpendicular ao plano da página e sentido entrando na página. c) possui direção horizontal, paralela ao plano da página e sentido da esquerda para a direita. d) possui direção perpendicular ao plano da página e sentido saindo na página. e) possui direção paralela ao plano da página, fazendo um ângulo de 45º com a horizontal. [email protected] 40 (ASCES/PE-2014.1) - ALTERNATIVA: D A figura abaixo mostra uma partícula de carga Q e velocidade de módulo constante v passando sem deflexão numa região de campos elétrico e magnético uniformes. O campo elétrico possui módulo E e é gerado por duas longas placas paralelas carregadas. O campo magnético possui módulo B, direção perpendicular ao plano da pági- na e sentido saindo da página. Despreze os efeitos gravitacionais. − − − − − − − − − − − − − + + + + + + + + + + + + + Assinale a expressão para a razão E/B. a) Q/v *d) v b) 1/v e) v/Q c) 1/2 (IF/GO-2014.1) - ALTERNATIVA: D Sobre uma mesa plana, horizontal e feita de material dielétrico, foi montado o circuito abaixo representado. Esse circuito é constituído por uma barra metálica de massa despre- zível, comprimento l = 0,50 m e resistência R = 0,50 Ω, que pode deslizar sem nenhuma resistência sobre trilhos condutores paralelos de resistência desprezível, devido à ação do peso da massa M = 50 g. Na região onde o circuito se encontra, atuam um campo magnético uniforme vertical e para cima, de intensidade B = 0,50 T, e um campo gravitacional igualmente vertical e para baixo, de intensidade g = 10 m.s −2 . Sendo assim, é correto afirmar que a velocidade da barra, considerada constante, será de: a) 1,00 . 10 2 m.s −1 b) 8,00 m.s −1 c) 4,00 . 10 2 m.s −1 *d) 4,00 m.s −1 e) 8,00 . 10 2 m.s −1 (FUVEST/SP-2014.1) - ALTERNATIVA: E Partículas com carga elétrica positiva penetram em uma câmara em vácuo, onde há, em todo seu interior, um campo elétrico de módulo E e um campo magnético de módulo B, ambos uniformes e constantes, perpendiculares entre si, nas direções e sentidos indicados na figura. As partículas entram na câmara com velocidades perpendi culares aos campos e de módulos V 1 (grupo 1), V 2 (grupo 2) e V 3 (grupo 3). As partículas do grupo 1 têm sua trajetória encurvada em um sentido, as do grupo 2, em sentido oposto, e as do grupo 3 não têm sua trajetória desviada. A situação está ilustrada na figura abaixo. E → B → (saindo da folha) 3 1 2 Considere as seguintes afirmações sobre as velocidades das partí- culas de cada grupo: I. V 1 > V 2 e V 1 > E/B II. V 1 < V 2 e V 1 < E/B III. V 3 = E/B Está correto apenas o que se afirma em a) I. b) II. c) III. d) I e III. *e) II e III. Note e adote: Os módulos das forças elétrica (F E ) e magnética (F M ) são: F E = qE F M = qVB (VUNESP/UEA-2014.1) - ALTERNATIVA: E Considere uma câmara em cujo interior atua um campo magnético constante, indicado por , perpendicular ao plano da folha e entrando nela. Um próton, um elétron e um feixe de radiação gama penetram no interior desta câmara por uma abertura comum, como mostra a figura. entrada 2 1 5 4 3 O próton e o elétron passam pela entrada com a mesma velocidade, e os números indicam os possíveis pontos de colisão dos três componentes citados com a parede interior da câmara. Considerando o próton, o elétron e a radiação gama, os números correspondentes aos pontos com que eles colidem são, respectivamente, a) 2, 4 e 3. d) 2, 3 e 4. b) 3, 5 e 1. *e) 1, 5 e 3. c) 1, 4 e 3. (VUNESP/UEA-2014.1) - ALTERNATIVA: E Prótons são lançados com velocidade v em direção a um anteparo, atingindo-o no ponto A, como indicado na figura 1. Em seguida, coloca-se um ímã na trajetória dos prótons, conforme indicado na figura 2. v → A B C D E figura 1 figura 2 A B C D E v → N S Na situação representada na figura 2, os prótons tenderão a atingir o anteparo no ponto a) A. b) B. c) C. d) D. *e) E. [email protected] 41 (VUNESP/UEA-2014.1) - ALTERNATIVA: B A figura mostra um ímã em forma de barra e quatro bússolas colocadas nas posições X, Y, Z e W, próximas ao ímã. A cor azul representa o polo sul e a vermelha o polo norte de cada objeto. X Z Y W Desprezando a ação do campo magnético terrestre, estão representadas corretamente as orientações que as agulhas das bússolas as- sumirão, em equilíbrio estável, quando colocadas nas posições a) X e Y. *b) Y e Z. c) Z e W. d) W e X. e) Y e W. (UEM/PR-2014.1) - RESPOSTA: SOMA = 09 (01+08) Considere um condutor de diâmetro desprezível, com resistência de 1,0 Ω, em forma de anel, no plano horizontal, e um campo magné- tico homogêneo, perpendicular a esse plano e apontando de cima para baixo. Sob o enfoque de um observador que olha de cima para baixo, assinale o que for correto. 01) Se o campo magnético for constante e o raio do anel estiver aumentando, o sentido da corrente elétrica induzida será anti-horário. 02) Se o módulo do campo magnético estiver aumentando e o raio do anel for mantido constante, o sentido da corrente elétrica induzida será horário. 04) Se o módulo do campo magnético cresce segundo a taxa 0,1 T/s e a área do disco delimitado pelo anel é igual a 1,0 × 10 −4 m 2 , o módulo da corrente elétrica induzida será igual a 1,0 × 10 −3 A . 08) Se o módulo do campo magnético é igual a 1,0 T e a área do disco delimitado pelo anel aumenta na taxa de 1,0 m 2 /s, porém mantendo fixa a resistência do anel em 1,0 Ω, o módulo da corrente elétrica induzida será igual a 1,0 A. 16) Se a área do disco delimitado pelo anel aumenta na taxa de 0,1 m 2 /s e o módulo do campo magnético diminui na taxa de 0,1 T/s , o fluxo magnético através da área delimitada pelo anel é independente do tempo. (UEM/PR-2014.1) - RESPOSTA: SOMA = 24 (08+16) Proveniente de um acelerador de partículas, uma partícula entra em um detector. Quando está dentro do detector, ela deixa um rastro. Supondo que a partícula seja carregada, que venha da esquerda para direita e que existam campos elétrico e magnético constantes, assinale o que for correto sobre o movimento da partícula dentro do detector, desconsiderando os efeitos da força gravitacional. 01) Se a partícula fosse neutra e as forças de atrito pudessem ser desconsideradas, a trajetória da partícula seria circular. 02) Se os campos elétrico e magnético apontarem da esquerda para a direita e as forças de atrito puderem ser desconsideradas, a traje- tória da partícula será circular. 04) Se os campos elétrico e magnético apontarem da esquerda para a direita e as forças de atrito puderem ser desconsideradas, o módu- lo da velocidade da partícula será constante. 08) Se o campo elétrico for nulo, o campo magnético for perpendicular à trajetória de entrada da partícula e se as forças de atrito não forem desprezíveis, a trajetória da partícula ocorrerá em um plano e será espiralada. 16) Se as forças de atrito puderem ser desconsideradas e os campos elétrico e magnético forem não nulos e não paralelos, há dire- ções e valores dos módulos desses campos tal que a trajetória da partícula seja retilínea. (VUNESP/UNINOVE-2014.1) - ALTERNATIVA: A Tentando reproduzir o experimento de Oersted, um aluno colocou um fio condutor reto sobre uma bússola, paralelo à direção em que esta apontava quando submetida apenas ao campo magnético terrestre, como indicado na figura 1. i FIGURA 1 FIGURA 2 Ao fazer uma corrente elétrica circular pelo fio no sentido indicado na figura 2, um campo magnético de intensidade semelhante ao campo magnético terrestre foi criado na posição em que se encontrava a agulha da bússola. Sabendo que a extremidade vermelha da bússola aponta para o polo magnético sul da Terra, a orientação que a agulha da bússola assumiu, quando submetida a ambos os campos magnéticos, está representada por *a) d) b) e) c) (VUNESP/UNICID-2014.1) - ALTERNATIVA OFICIAL: E Um determinado material, quando é submetido a um campo mag- nético externo, de intensidade crescente, possui uma resposta que varia conforme sua natureza magnética. Três são os tipos de natureza magnética: • Ferromagnético: o magnetismo interno também aumenta proporcionalmente ao aumento do campo externo, até atingir um valor má- ximo, denominado campo de saturação; • Paramagnético: o campo interno também aumenta até um limite, mas em intensidade menor do que no ferromagnético; • Diamagnético: o campo interno se opõe ao externo. O gráfico representa uma curva de magnetização de três materiais, 1, 2 e 3, submetidos a um campo magnético H e a variação do campo interno B, de cada material, em função de H. B H 1 2 3 De acordo com o gráfico, o tipo de natureza magnética dos materiais 1, 2, e 3, respectivamente, é a) diamagnético, ferromagnético e paramagnético. b) paramagnético, ferromagnético e diamagnético. c) ferromagnético, paramagnético e diamagnético. d) paramagnético, diamagnético e ferromagnético. *e) diamagnético, paramagnético e ferromagnético. [email protected] 42 (VUNESP/FASM-2014.1) - ALTERNATIVA: A Pesquisadores verificaram a alta incidência de leucemia em crianças que moram perto de cabos de alta-tensão e também de linfomas e outros tipos de neoplasias malignas em adultos que trabalham com transformadores, fios de alta-tensão e em estações de radar. Nesses casos, é correto concluir que essas doenças são provoca- das devido à intensa exposição de pessoas a campos de origem *a) eletromagnética. b) mecânica. c) termodinâmica. d) inercial. e) gravitacional. (UEG/GO-2014.1) - ALTERNATIVA: A Uma partícula carregada negativamente, com velocidade de 300 m/s, penetra em uma região do espaço ocupada por um campo magnético conforme mostra a figura a seguir. B v Considerando que sua massa vale m = 1,0 × 10 −20 kg e que a sua carga vale q = −2 × 10 −11 C e que a intensidade do campo magnético naquela região vale B = 1,0 × 10 −6 T, o raio da trajetória da partícula, em metros, e o sentido da força magnética serão *a) 0,15, para baixo. b) 0,30, para baixo. c) 0,45, para cima. d) 0,60, para cima. Obs.: O sentido da força magnética é para baixo nas proximidades da entrada da partícula na região do campo magnético, depois esse sentido muda podendo ficar até para cima pois sua trajetória é ci- cular. (UEG/GO-2014.1) - ALTERNATIVA: D A lei de Ampère forneceu uma grande contribuição para o eletromagnetismo, em termos teóricos e experimentais. Essa lei concluiu que a) um imã ao ser quebrado se transforma em dois novos imãs. b) as interações entre dois fios conduzidos por correntes são ele- trostáticas. c) o sentido da corrente induzida em uma espira é tal que se opõe aos seus efeitos. *d) existe um campo magnético nas proximidades de um fio reto percorrido por i. (CEFET/MG-2014.1) - ALTERNATIVA: C Um objeto de relação carga-massa igual a 4,0 x 10 −3 C/ kg desloca-se a 0,25 m/s em um plano horizontal com movimento circular uniforme sob ação de um campo magnético de 100 T perpendicular ao plano. A aceleração desse objeto vale, em m/s 2 , a) 0,0010. b) 0,010. *c) 0,10. d) 1,0. e) 10. (UEPG/PR-2014.1) - RESPOSTA: SOMA = 07 (01+02+04) Uma partícula eletricamente carregada penetra, com determinada velocidade, em uma região do espaço onde existe um campo magnético uniforme. Sobre este even-to físico, assinale o que for correto. 01) A partícula descreverá uma trajetória circular se a sua velocidade for perpendicular à direção do campo magnético. 02) A energia cinética da partícula não é alterada pela força magné- tica que age nela. 04) Será nula a força magnética sobre a partícula se o seu vetor velocidade for paralelo ao vetor campo magnético. 08) A orientação da trajetória da partícula no interior do campo mag- nético independe da sua carga elétrica. (UNIMONTES/MG-2014.1) - ALTERNATIVA: B Um fio metálico possui comprimento L = 40 cm e massa m = 5 g, com as extremidades fixas em a e b, está completamente imerso em um campo magnético uniforme. B → y z x a b L Se a aceleração da gravidade no local possui módulo g = 10 m/s 2 , e o campo magnético, de módulo B = 0,1 T, aponta para a direção negativa do eixo y, o módulo e o sentido da corrente elétrica mínima necessária para que o fio não sofra nenhuma deformação é: a) 1,25 A, de a para b. *b) 1,25 A, de b para a. c) 1,40 A, de b para a. d) 1,40 A, de a para b. (EBMSP/BA-2014.1) - ALTERNATIVA OFICIAL: B Sobre o transformador – aparelho constituído por um circuito pri- mário e outro circuito secundário, independentes, que envolvem um núcleo de ferro fechado e alicerçam os processos físicos envolvidos na revolução digital –, é correto afirmar: a) O circuito primário de um transformador percorrido por uma corrente elétrica contínua cria um campo elétrico uniforme na região onde se encontra o circuito secundário. *b) O circuito primário de um transformador percorrido por uma corrente elétrica alternada induz uma força eletromotriz no circuito se- cundário, mesmo estando aberto. c) A utilização da liga de ferro na construção do núcleo do transformador se deve ao custo desse material, mesmo que sua duração seja comprometida pela oxidação. d) O circuito primário mantido sob uma tensão alternada produz um campo magnético variável no circuito secundário. e) O aumento do número de voltas de fio do circuito secundário, em relação ao número de voltas de fio do circuito primário, em torno do núcleo, reduz a tensão induzida no circuito secundário porque a re- sistência elétrica varia em proporção direta ao comprimento do fio. (EBMSP/BA-2014.1) - ALTERNATIVA: D Com base nos conhecimentos de Física, sobre as propriedades fí- sicas de ondas eletromagnéticas que possibilitam a transmissão de dados sem fio, via Wireless, é correto afirmar: a) Um espectro de radiação eletromagnética, após ser absorvido pela matéria, pode perturbar átomos e moléculas e sempre ser ree- mitido com o mesmo espectro. b) A superposição de ondas eletromagnéticas gera intersecção das linhas de força com as linhas de indução magnética. c) Um capacitor associado a uma pilha de tensão U ao estabelecer um campo elétrico uniforme entre suas armaduras passa a emitir ondas eletromagnéticas. *d) A razão entre a intensidade máxima de um campo elétrico e a intensidade máxima de um campo magnético de uma onda eletro- magnética que se propaga no vácuo é, aproximadamente, igual a 3,0 × 10 8 m/s. e) Uma onda de radiofrequência hipotética com função de onda E(x, t) = 40cos[ 2π( t 8 − x 10 ) + π 4 ] , no SI, se propaga em um meio material com velocidade de módulo igual a 80,0 m/s. (FPS/PE-2014.1) - ALTERNATIVA: D Uma partícula carregada com carga elétrica q = 0.06 Coulomb propaga-se com velocidade constante, cujo módulo vale v = 100 m/s. A partícula está num local onde existe um campo magnético uniforme e perpendicular à direção de propagação da partícula carregada. O módulo do campo magnético é B = 0.8 Tesla. A força magnética (em módulo) sentida pela partícula será: a) 1,8 N *d) 4,8 N b) 5,8 N e) 2,8 N c) 3,8 N [email protected] 43 (EBMSP-2014.1) - ALTERNATIVA: C A recente expansão da tecnologia da informação e da comunicação sem fio, wireless, com uso de produtos como telefones celulares, câ- meras digitais, microcomputadores pessoais, foi viabilizada graças aos circuitos integrados. A análise do funcionamento de alguns componentes utilizados nos circuitos integrados, como tensão de alimentação, resistores, capacitores, bobinas, permite afirmar: a) Uma fonte de tensão de 6,0 V pode ser obtida associando-se, em paralelo, as quatro pilhas, cada uma com ddp de 1,5 V. b) Um resistor de potência igual a 200,0 mW associado a uma fonte de alimentação de 6,0 V é percorrido por uma corrente de intensidade igual a 3,3 A. *c) Um capacitor de 100 nF ao ser associado em série a um resistor de resistência elétrica igual a 50,0 Ω e a uma fonte de tensão de 12,0 V adquire carga elétrica igual a 1,2 µC. d) A intensidade da corrente elétrica estabelecida em um circuito constituído por uma pilha ideal – ddp igual a 9,0 V – e um resistor – resistência elétrica igual a 45,0 Ω – é de 5,0 A. e) Uma bobina com 3 espiras, de raio igual a 10,0cm, percorrida por uma corrente elétrica com intensidade constante de 1,0 mA, produz ao seu redor um campo magnético de intensidade igual a 6π.10 2 T, sendo a permeabilidade magnética do meio igual a 4π.10 −7 T.m/A. (FEI/SP-2014.1) - ALTERNATIVA: B Temos um ímã de 15 cm de comprimento, conforme a figura. Se dividirmos este ímã em 3 partes iguais, teremos: N S 1 3 2 a) N S *b) N S N N S S c) N S N S d) N S N N S S e) N S N N S S (UFPR-2014.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO Uma partícula de massa m e carga q, inicialmente se deslocando com velocidade v → , penetra numa região onde há um campo mag- nético uniforme de módulo B e direção perpendicular à velocidade v → . Na presença desse campo magnético, a trajetória da partícula é uma circunferência. Com base nessas informações e nos conceitos de eletricidade e magnetismo, deduza equações literais envolvendo as variáveis dadas, para: a) o raio da circunferência descrita pela partícula. b) o tempo que a partícula leva para percorrer metade da distância desta trajetória circular. RESPOSTA UFPR-2014.1: a) R = m.v q.B b) ∆t = π.m q.B (UEPB-2014.1) - ALTERNATIVA: E Como funcionam os detectores de metais? O detector de metais é um aparelho que verifica se uma pessoa transporta objetos de metal, junto ao corpo ou na bagagem. Costu- ma ser utilizado em aeroportos, bancos e outras instituições, como medida de segurança, para evitar a entrada de armas. O princípio de funcionamento de um detector baseia-se na indução eletromagnéti- ca. O aparelho consta de uma bobina que, ao ser percorrida por uma corrente elétrica, gera um campo magnético no seu núcleo de ferro. (Adaptado de JUNIOR, F.R. Os Fundamento da Físic. 8. ed. vol. 3. São Paulo: Moderna, 2003, p.346) Com base no exposto, analise e identifique, nas proposições a seguir, a (as) que explica(m) o princípio de funcionamento do detector de metais manual. I − Quando o detector se aproxima de um objeto metálico, a variação do fluxo magnético induz correntes induzidas nesse objeto. Sendo variáveis, essas correntes produzem campos variáveis que induzem novas correntes na bobina, modificando a intensidade da corrente original. A variação da intensidade de corrente é detectada por um amperímetro que aciona um alarme sonoro e um sinal luminoso, indicando a presença do objeto. II − Quando o detector se aproxima de um objeto metálico, a variação do fluxo magnético induz correntes elétricas (correntes de Ampère) nesse objeto. Sendo variáveis, essas correntes produzem campos variáveis que induzem novas correntes na bobina, modificando a intensidade da corrente original. A variação da intensidade de corrente é detectada por um amperímetro que aciona um alarme sonoro e um sinal luminoso, indicando a presença do objeto. III − Quando o detector é aproximado de um objeto metálico, a varia- ção do fluxo elétrico induz correntes induzidas nesse objeto. Sendo variáveis, essas correntes produzem campos variáveis que induzem novas correntes na bobina, modificando a intensidade da corrente original. A variação da intensidade de corrente é detectada por um amperímetro que aciona um alarme sonoro e um sinal luminoso, indicando a presença do objeto. Após a análise feita, é (são) correta(s) apenas a(s) proposição(ões) a) II e III. b) II. c) I e II. d) III. *e) I. (UNICENTRO/PR-2014.1) - ALTERNATIVA: A Uma carga elétrica, com velocidade v → , entra em uma região onde existe um campo magnético uniforme. Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, o desvio de direção sofrido por essa carga elétrica. *a) B → v → − d) B → v → − b) B → v → + e) + B → v → c) B → v → − (UNICENTRO/PR-2014.1) - ALTERNATIVA: C Sobre a indução eletromagnética, formalizada pela Lei de Faraday, assinale a alternativa correta. a) A força eletromotriz induzida em uma espira independe do fluxo de campo magnético. b) A força eletromotriz induzida terá sua intensidade aumentada à medida que se aumenta o campo magnético que atravessa a espira. *c) Uma força eletromotriz induzida aparece em uma espira quando o fluxo magnético que atravessa essa espira varia com o tempo. d) Uma força eletromotriz induzida aparece em uma espira a partir de um valor mínimo do campo magnético que atravessa essa espira. e) Uma força eletromotriz induzida será constante em uma espira quando o campo magnético que atravessa essa espira também for constante. [email protected] 44 (UFG/GO-2014.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO Os campos magnéticos produzidos pelo corpo humano são extremamente tênues, variando tipicamente entre 10 −15 T e 10 −9 T. O neuromagnetismo estuda as atividades cerebrais, registrando basicamente os sinais espontâneos do cérebro e as respostas aos estí- mulos externos. Para obter a localização da fonte dos sinais, esses registros são feitos em diversos pontos. Na região ativa do cérebro, um pequeno pulso de corrente circula por um grande número de neurônios, o que gera o campo magnético na região ativa. As dificuldades em medir e localizar esse campo são inúmeras. Detector Para se compreender essas dificuldades, considere dois fios muito longos e paralelos, os quais são percorridos por correntes de mesma intensidade i, conforme ilustrado no arranjo da figura acima. Desconsidere o campo magnético terrestre. Com base no exposto, a) calcule o módulo do campo magnético gerado pela corrente de cada fio no ponto em que se encontra o detector, em função de h, i e µ 0 ; b) determine a intensidade da corrente i, em função de h, de µ 0 e do módulo do campo magnético B medido pelo detector. RESPOSTA UFG/GO-2014.1: a) B i = √3µ 0 i 4πh b) i = 4πhB 3µ 0 (UFSM/RS-2014.1) - ALTERNATIVA: D A tecnologia das grandes usinas hidroelétricas depende de extensas linhas de transmissão. As linhas de transmissão usualmente transportam energia elétrica em _____ tensão. O transformador é um dispositivo que permite transformar baixa tensão e _____ corrente em alta tensão e _____ corrente e vice-versa. No transformador, o fluxo magnético associado ao campo criado pela corrente _____ no pri- mário gera uma corrente no secundário, conforme a lei de Faraday. A alternativa que completa, corretamente, as lacunas é a) alta – alta – baixa – contínua. b) alta – baixa – alta – alternada. c) baixa – baixa – baixa – contínua. *d) alta – alta – baixa – alternada. e) baixa – baixa – alta – contínua. (VUNESP/FMJ-2014.1) - ALTERNATIVA: E A figura mostra um dispositivo em que um pedaço de fio de cobre (fio condutor) tem sua base AB imersa em um campo magnético produzido por um ímã em forma de ferradura. Inicialmente, o sistema está desconectado da pilha. Quando o fio da direita for conectado ao terminal negativo da pilha, a corrente elétrica através do fio fará com que a base AB sofra uma força dirigida para a) dentro do ímã. d) o polo norte (N) do ímã. b) o ponto A do fio. *e) fora do ímã. c) o polo sul (S) do ímã. (PUC/RS-2014.1) - ALTERNATIVA: C Um seletor de velocidades é utilizado para separar partículas de uma determinada velocidade. Para partículas com carga elétrica, um dispositivo deste tipo pode ser construído utilizando um campo magnético e um campo elétrico perpendiculares entre si. Os valores desses campos podem ser ajustados de modo que as partículas que têm a velocidade desejada atravessam a região de atuação dos campos sem serem desviadas. Deseja-se utilizar um dispositivo desse tipo para selecionar prótons que tenham a velocidade de 3,0 × 10 4 m/s. Para tal, um feixe de pró- tons é lançado na região demarcada pelo retângulo em que existe um campo magnético de 2,0 × 10 −3 T, perpendicular à página e nela entrando, como mostra a figura a seguir. v B Nessas condições, o módulo e a orientação do campo elétrico aplicado na região demarcada, que permitirá selecionar os prótons com a velocidade desejada, é a) 60 V/m – perpendicular ao plano da página – apontando para fora da página b) 60 V/m – perpendicular ao plano da página – apontando para dentro da página *c) 60 V/m – no plano da página – apontando para baixo d) 0,15 V/m – no plano da página – apontando para cima e) 0,15 V/m – no plano da página – apontando para baixo (UNITAU/SP-2014.1) - ALTERNATIVA: B Segundo a lei de Biot-Savart, que também foi deduzida por Ampère, quando uma corrente elétrica percorre um fio fino e extremamente longo, por exemplo, gera em sua vizinhança um campo magnético. Uma experiência de laboratório foi feita no ar seco, cuja permeabilidade magnética é de µ 0 = 4π × 10 −7 T.m/A, com um fio fino reto e muito longo, comparado com o seu diâmetro, onde uma corrente elétrica de 100 A o percorre. É CORRETO afirmar que o módulo do campo magnético distante 1 mm desse fio é de a) 0,05 T. *b) 0,02 T. c) 0,20 T. d) 0,30 T. e) 0,40 T. (UNIMONTES/MG-2014.1) - ALTERNATIVA: B Uma espira quadrada de lado 0,50 m é puxada por uma força de módulo F = 0,020 N, movendo-se com velocidade constante v, numa região onde existe um campo magnético uniforme de módulo B = 0,20 T, entrando no plano da folha de papel (veja a figura). B → F → v → Limite da região de atiação do campo Para manter a velocidade constante, existe uma força magnética no sentido oposto a F. O sentido da corrente gerada na espira e o seu valor, em Amperes, são, respectivamente, a) sentido anti-horário e 2,0. *b) sentido horário e 0,20. c) sentido horário e 1,0. d) sentido anti-horário e 1,0. [email protected] 45 (UEM/PR-2014.1) - RESPOSTA: SOMA = 15 (01+02+04+08) Em um experimento realizado no vácuo, um pósitron de massa M e carga Q é acelerado a partir do repouso por uma diferença de potencial V 0 até atingir uma velocidade final v 0 . O potencial elétrico é desligado e o pósitron entra em uma região do espaço onde existe um campo elétrico e um campo magnético, ambos direcionados perpendicularmente à direção de propagação do pósitron. Esses campos são constantes, uniformes e perpendiculares entre si. Com base nessas informações e desprezando os efeitos relativos à ação da gravidade, analise as alternativas abaixo e assinale o que for correto. 01) Se o pósitron descrever uma trajetória retilínea na região de exis- tência dos campos elétrico e magnético, as intensidades das forças elétrica e magnética experimentadas pelo pósitron serão idênticas. 02) Quando V 0 aumenta, a intensidade da força magnética experi- mentada pelo pósitron na região dos campos elétrico e magnético também aumenta. 04) A velocidade do pósitron, quando ele entra na região dos campos elétrico e magnético, é 2QV 0 M √ . 08) Se o pósitron descrever uma trajetória retilínea com velocidade constante na região de existência dos campos elétrico e magnético, a razão E → | | B → | | será constante na região de existência desses campos. 16) Quando V 0 aumenta, a intensidade da força elétrica experimen- tada pelo pósitron na região dos campos elétrico e magnético diminui. (UEM/PR-2014.1) - RESPOSTA: SOMA = 19 (01+02+16) Dois fios condutores A e B, retos, infinitos e paralelos estão dispostos no vácuo, onde a permeabilidade magnética vale 4π × 10 −7 T.m/A, e distanciados um do outro por 5√2 cm. Ambos são percorridos por correntes elétricas de 2 A que fluem no mesmo sentido. Com base nessas informações e considerando um ponto P situado a 5 cm de A e de B, analise as alternativas abaixo e assinale o que for correto. 01) Os fios se atraem mutuamente com uma força, por metro de comprimento dos fios, de 4 5 √2 × 10 −5 N. 02) O módulo do campo magnético gerado pelo fio A no ponto P é de 4 5 × 10 −5 T. 04) O módulo da força magnética gerada pelo fio B no ponto P é de 4 5 π × 10 −5 N. 08) A força magnética resultante no ponto P possui a mesma direção e o mesmo sentido da corrente elétrica nos fios. 16) O módulo do campo magnético resultante em P é de 4 5 √2 × 10 −5 T. (VUNESP/UFSCar-2014.1) - ALTERNATIVA: D Orientado por uma bússola, um índio navega sobre as águas calmas do rio quando, num determinado instante, observa a agulha da bús- sola posicionada conforme a figura. Como a bússola, a Terra é um ímã e todo ímã tem um polo norte e um polo sul, e estes polos opostos se atraem. Assim, o índio pode direcionar-se, pois sabe que o polo norte da bússola aponta para o polo a) norte magnético da Terra, que coincide com o polo sul geográfico da Terra. b) norte magnético da Terra, que está próximo do polo norte geográ- fico da Terra. c) norte magnético da Terra, que está próximo do polo sul geográfico da Terra. *d) sul magnético da Terra, que está próximo do polo norte geográ- fico da Terra. e) sul magnético da Terra, que está próximo do polo sul geográfico da Terra. (VUNESP/SÃOCAMILO-2014.1) - ALTERNATIVA OFICIAL: B Dois ímãs idênticos em forma de barra, com intensidades de campos magnéticos constantes, são dispostos perpendicularmente um sobre o outro, de modo que seus centros coincidam, como mostra a figura. N S S N 4 1 3 2 Os algarismos representam os quadrantes de um círculo cujo plano e centro coincidem com os dos ímãs. Os quadrantes em que o campo magnético resultante é mais intenso estão corretamente representados por a) 3 e 4. *b) 1 e 3. c) 2 e 4. d) 1 e 2. e) 1, 2, 3 e 4. (UFSC-2014.1) - RESPOSTA: SOMA = 42 (02+08+32) Um estudante de Física realizou um experimento no laboratório para medir a variação da intensidade da corrente elétrica em um fio condutor retilíneo extenso em função do tempo, além de outras propriedades físicas. No gráfico abaixo, é mostrado um dos resultados do experimento. Dados: e = 1,6 × 10 −19 C e µ 0 = 4π × 10 −7 T.m/A. Com base no enunciado e nas duas figuras abaixo, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). Figura 1 Figura 2 01. A carga elétrica que atravessa uma seção transversal do fio condutor entre os instantes 2 s e 4 s é de 4 C. 02. A figura 1 representa corretamente as linhas de campo magnéti- co produzidas pela corrente elétrica i, no instante 4 s. 04. Os elétrons se deslocam no fio condutor com velocidade próxima à da luz. 08. O número de elétrons que atravessam uma seção transversal do fio condutor entre os instantes 2 s e 6 s é de 2,5 × 10 19 elétrons. 16. A figura 2 representa corretamente os vetores campo elétrico e campo magnético produzido pela corrente elétrica i, em um ponto próximo ao fio condutor, no instante 4 s. 32. A intensidade do vetor campo magnético a 1,0 m do fio condutor, no instante 5 s, é de 2 × 10 −7 T. 64. A intensidade média da corrente elétrica no fio condutor entre os instantes 0,0 s e 6,0 s é de 0,5 A. [email protected] 46 (UFPE-2014.1) - RESPOSTA: q = 10 −18 C Uma partícula de massa 10 –29 kg gira em movimento circular uniforme de raio 2,0 m, numa região de campo magnético uniforme de direção perpendicular ao plano da órbita e módulo 10 –5 T. A energia cinética da partícula vale 2,0 × 10 –17 J. Considerando apenas a ação da força magnética deste campo sobre a partícula, qual sua carga elétrica? (UEM/PR-2014.1) - RESPOSTA: SOMA = 11 (01+02+08) O fluxo magnético que passa através de uma bobina constituída por uma única espira varia com o tempo, de acordo com a seguinte fun- ção: 20t, para 0 ≤ t ≤ 0,5 10, para 0,5 < t < 1,5 40 − 20t, para 1,5 ≤ t ≤ 2,0 φ(t) = { em que φ é dado em Weber (Wb) e t em segundos (s). A bobina constitui um circuito fechado e sua resistência interna é de 20 Ω. Assinale o que for correto. 01) No intervalo de tempo de 0,0 s a 0,5 s, a intensidade da corrente elétrica na bobina é de 1,0 A. 02) Em um dado instante, no intervalo de tempo entre 1,5 s e 2,0 s, a potência dissipada na bobina é de 20 W. 04) Durante todo o intervalo de tempo entre 0,0 s e 2,0 s, a corrente elétrica percorre a bobina sempre no mesmo sentido. 08) Durante o intervalo de tempo entre 0,0 s a 2,0 s, a energia total dissipada foi de 20 J. 16) A corrente elétrica na bobina apresenta sua intensidade máxima para o intervalo de tempo entre 0,5 s e 1,5 s. (IF/SP-2014.1) - ALTERNATIVA: B As bússolas são muito utilizadas até hoje, principalmente por praticantes de esportes de aventura ou enduros a pé. Esse dispositivo funciona graças a um pequeno imã que é usado como ponteiro e está dividido em polo norte e polo sul. Geralmente, o polo norte de uma bússola é a parte do ponteiro que é pintada de vermelho e aponta, obviamente, o Polo Norte geográfico. Na Física, a explicação para o funcionamento de uma bússola pode ser dada porque as linhas de campo magnético da Terra se orien- tam a) do polo Sul magnético ao polo Leste magnético. *b) do polo Norte magnético ao polo Sul magnético. c) na direção perpendicular ao eixo da Terra, ou seja, sempre paralelo à linha do Equador. d) na direção oblíqua ao eixo da Terra, ou seja, oblíqua à linha do Equador. e) na direção do campo gravitacional. (UEPG/PR-2014.1) - RESPOSTA: SOMA = 11 (01+02+08) Assinale o que for correto. 01) Sabe-se que os raios catódicos são elétrons animados de grande velocidade. Pode-se afirmar, então, que esses raios podem ser desviados por um campo magnético. 02) O polo N (magnético) da Terra encontra-se nas proximidades de seu polo sul (geográfico) e, o polo S (magnético) encontra-se nas proximidades de seu polo norte (geográfico). 04) Um elétron move-se, no vácuo, com uma velocidade constante. Aplica-se um campo magnético uniforme e de direção perpendicular à do movimento do elétron. Devido a isso, o elétron passa a ter um movimento circular uniformemente variado. 08) O voltímetro ideal deve ter uma resistência infinitamente grande e deve ser ligado em paralelo com o dispositivo do qual se quer medir a d.d.p. (UEPG/PR-2014.1) - RESPOSTA: SOMA = 15 (01+02+04+08) Sobre o campo magnético, assinale o que for correto. 01) Uma corrente elétrica cria um campo magnético ao redor do fio pelo qual ela passa. 02) As linhas de indução magnética são linhas fechadas. 04) A força magnética que age na partícula colocada no campo mag- nético representado abaixo é nula. B → + v 0 = 0 08) A espira circular representada gera um campo magnético que entra na página, conforme figura abaixo. A corrente elétrica que percorre a espira tem sentido horário. B → 16) O campo magnético gerado por um solenoide é diretamente proporcional ao seu comprimento e inversamente proporcional ao seu número de espiras. (UFJF/MG-2014.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO Um núcleo de átomo de Hélio com massa M = 6,4 × 10 −27 kg, carga elétrica q = 3,2 × 10 −19 C é colocado em repouso na posição x = 0. Esse núcleo entra em uma região finita de comprimento L = 10,0 × 10 −6 m com campo elétrico constante de módulo E = 10,0 N/C, que aponta da esquerda para direita ao longo do eixo x. Imediatamente após a região de comprimento L, o campo elétrico é nulo e, a partir desta posição até o infinito, existe um campo magnético constante de módulo B = 10,0 mT entrando no plano da página, assim como mostra a figura. L E → B → v → B → = 0 E → = 0 v 0 → = 0 y x a) Calcule a força que age sobre o núcleo na região em que atua o campo elétrico. b) Calcule a velocidade do núcleo imediatamente antes de entrar na região com campo magnético. c) Calcule o módulo da força magnética. d) Calcule o raio da órbita efetuado pelo núcleo na região com campo magnético. RESPOSTA UFJF/MG-2014.1: a) F E = 32,0 × 10 −19 N b) v = 100 m/s c) F B = 3,2 × 10 −19 N d) R = 0,2 mm (UFJF/MG-2014.1) - ALTERNATIVA: D Com relação à Lei de Faraday e à Lei de Lenz, julgue as afirmativas abaixo. I) Quando uma espira estiver parada em uma região em que exista um campo magnético variável no tempo, nunca existirá uma força eletromotriz induzida. II) Se uma espira quadrada girar com velocidade angular constante na presença de um campo magnético constante, nunca existirá uma indução de uma força eletromotriz. III) Enquanto uma espira quadrada estiver sendo transformada em uma espira retangular, na presença de um campo magnético constante e perpendicular à sua superfície, existirá uma indução de uma força eletromotriz. IV) Se o ângulo entre um vetor campo magnético B e o vetor normal de uma superfície de uma bobina é sempre 90 graus, o fluxo mag- nético é sempre máximo e, assim, a Lei de Lenz diz que o sentido da corrente induzida será positivo. V) Se um vetor campo magnético B variar no tempo, e o ângulo entre o vetor B e o vetor normal à superfície também mudar no tempo, então, nunca existirá uma indução de uma força eletromotriz. Marque a alternativa CORRETA. a) I e III estão corretas. b) IV está correta. c) II e V estão corretas. *d) III está correta. e) Todas as afirmativas estão corretas. [email protected] 47 (UFJF/MG-2014.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO Em uma região do espaço, existe um campo magnético de módulo constante B = 20,0 mT entrando no plano da folha. Uma bobina quadrada de lados L = 8,0 cm, de resistência R = 10,0 Ω, é colocada, perpendicularmente, na região em que existe o campo magnético. a) Calcule o fluxo magnético na bobina. b) A bobina é transformada até que seus lados sejam L 1d = 15,0 cm e L 2d = 1,0 cm, em um intervalo de tempo de ∆t = 2,0 ms. Calcule a força eletromotriz induzida na bobina. c) Calcule a corrente induzida na bobina. RESPOSTA UFJF/MG-2014.1: a) φ B = 1,28 × 10 −4 Wb b) ε = 49,0 V c) i = 4,9 A (UFJF/MG-2014.1) - ALTERNATIVA: E Quanto às características e propriedades de ondas eletromagnéti- cas, é CORRETO afirmar que: a) as ondas sonoras são exemplos de ondas eletromagnéticas, pois propagam-se no vácuo. b) os raios X são exemplos de ondas eletromagnéticas que necessi- tam de um meio material para se propagar. c) a energia de ondas eletromagnéticas depende do comprimento de onda; assim, quanto maior o comprimento de onda, maior a energia. d) são as equações de Newton que descrevem o comportamento dos campos elétrico e magnético, bem como suas interações com a matéria. Elas prevêm a existência de ondas eletromagnéticas que podem se propagar no vácuo. *e) tanto a luz visível, infravermelho, quanto as ondas de rádios são ondas eletromagnéticas, o que diferencia uma da outra é a sua fre- quência. Quanto mais alta for essa frequência, mais energética é a onda. (VUNESP/FAMECA-2014.1) - ALTERNATIVA: E Dispõe-se de cinco discos magnetizados que possuem um furo central e que têm os polos magnéticos distribuídos conforme indicado na figura 1. FIGURA 1 Os discos são encaixados sem travamento em um longo bastão plástico disposto verticalmente como representado na figura 2. Nes- sa situação, os cinco discos permanecem em equilíbrio, sendo que os numerados por 2 e 3 são mantidos unidos graças à utilização de cola, já que, por suas naturezas, ficariam afastados. FIGURA 2 Desconsiderando o atrito entre os discos e o bastão, e sabendo que na situação de equilíbrio a parte superior do ímã 4 abriga um polo norte magnético, é correto afirmar que os polos magnéticos das faces voltadas para baixo dos ímãs 1, 2, 3, 4 e 5 são, respectivamente, a) S, N, S, N e S. b) N, N, S, N e S. c) S, S, N, S e S. d) S, N, S, S e N. *e) N, S, N, S e N. (IF/CE-2014.1) - ALTERNATIVA: D Suponha dois vetores que representam forças cujos módulos são de 12 N e 16 N e que o ângulo entre eles é de 60º. O módulo do vetor resultante do produto vetorial entre estes dois vetores é, aproximadamente, (Considere sen60º = 0,87 e cos60º = 0,50) a) 20 N. b) 28 N. c) 96 N. *d) 167 N. e) 192 N. (UFRGS/RS-2014.1) - ALTERNATIVA: D Um trabalhador carregando uma esquadria metálica de resistência elétrica R sobe, com velocidade de módulo constante, em uma escada colocada abaixo de um fio conduzindo uma corrente elétrica intensa, i. A situação está esquematizada na figura abaixo. i Assinale a alternativa correta sobre essa situação. a) Como a esquadria tem, aos pares, lados paralelos, a força resultante exercida pelo fio acima é nula. b) Visto que o fio não atravessa a esquadria, a lei de Ampère afirma que não existem correntes elétricas na esquadria. c) À medida que sobe a escada, o trabalhador sente a esquadria “ficar mais leve”, resultado da força atrativa exercida pelo fio, como previsto pela lei de Biot-Savart. *d) À medida que sobe a escada, o trabalhador sente a espira “ficar mais pesada”, resultando da força de repulsão estabelecida entre a corrente elétrica no fio e a corrente elétrica induzida, conforme explicado pela lei de Faraday-Lenz. e) Como o trabalhador sobe com velocidade de módulo constante, não há o aparecimento de corrente elétrica na esquadria. (FMABC/SP-2014.1) - ALTERNATIVA: B Um próton de massa 1,6 × 10 −27 kg e carga elétrica 1,6 × 10 –19 C é acelerado por uma diferença de potencial e penetra, por uma abertura A, perpendicularmente ao campo magnético uniforme de uma câmara de um espectrômetro de massa, com velocidade inicial (v 0 ) de valor 8 × 10 5 m/s. A intensidade do campo magnético no interior da câmara é de 4 × 10 –1 T. O próton atinge o ponto F de um filme fotográfico colocado no interior da câmara. B → + ↑ d v 0 A F Com base nessas informações, podemos dizer que a distância (d) entre os pontos A e F e o intervalo de tempo decorrido desde o instante em que o próton penetra na câmara até o impacto com o filme valem, respectivamente, (Adote: π = 3) a) 0,02 m e 2,5 × 10 –8 s. *b) 0,04 m e 2,5 × 10 –8 s. c) 0,02 m e 2,5 × 10 –8 s. d) 0,04 m e 2,5 × 10 –8 s. e) 0,02 m e 2,5 × 10 –8 s. [email protected] 48 (VUNESP/FAMECA-2014.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO Um pequeno corpo, carregado com carga positiva igual a 5 × 10 –6 C e de massa 2 × 10 –8 kg, move-se com velocidade de 100 m/s na direção e sentido do eixo x quando sente a ação de um campo mag- nético B → de intensidade 20 T, que atua na direção e sentido indicados na figura. Considerando que a ação gravitacional sobre a carga seja despre- zível e que ela se mova sujeita apenas à ação do campo magnético B → , calcule a) o módulo da força magnética, em newtons, que atua sobre ela. b) o raio, em metros, da trajetória em espiral percorrida por ela. RESPOSTA VUNESP/FAMECA-2014.1: a) F = 6,0 × 10 –3 N b) R = 12,0 × 10 –3 m (UFES-2014.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO Dois trilhos condutores paralelos, separados pela distância L , são mantidos na vertical por suportes isolantes. Um resistor de resis- tência elétrica R é conectado às extremidades inferiores dos trilhos. Na região dos trilhos, existe um campo magnético uniforme, caracterizado pela indução magnética de magnitude B e de direção perpendicular ao plano dos trilhos. Uma barra condutora de massa M pode deslizar sem atrito pelos trilhos, por meio de guias, sempre mantendo contato elétrico com os trilhos. Após liberada do repouso, e depois de algum tempo, a barra desce com velocidade constante (velocidade limite). M g → B → R L Considere desprezíveis as resistências elétricas dos trilhos e da barra. a) Determine a intensidade da corrente elétrica na barra a partir do momento em que ela desce com velocidade constante. b) Determine o módulo da velocidade limite da barra. c) Mostre que o módulo da potência dissipada por efeito Joule no resistor é igual ao trabalho realizado pela força peso da barra por unidade de tempo, na situação em que a barra está com velocidade constante. RESPOSTA UFES-2014.1: a) i = Mg / BL b) V L = MgR / (BL) 2 c) P elet = Ri 2 ⇒ P elet = R(Mg / BL) 2 P grav = τ grav/ ∆t = MgV L ⇒ P grav = R(Mg / BL) 2 ⇒ P elet = P grav VESTIBULARES 2014.2 (IF/CE-2014.2) - ALTERNATIVA: E Uma carga elétrica q positiva de massa m é lançada com velocidade de módulo v não nula num campo magnético uniforme de módulo B. Analisando o ângulo θ entre o vetor campo magnético e o vetor velocidade podemos afirmar que: a) Somente para θ = 0º a força magnética que atua sobre a partícula é nula. b) Somente para θ = 180º a força magnética que atua sobre a par- tícula é não nula. c) Para θ = 0º e θ = 180º a força magnética é não nula e tem módulo igual a qvB. d) Para θ = 90º a carga elétrica realiza um movimento circular uniforme num plano perpendicular às linhas de indução com período de rotação dado por πm / qB. *e) Para θ = 90º a carga elétrica realiza um movimento circular uniforme num plano perpendicular às linhas de indução com raio de circunferência dado por mv / qB. (UFU/MG-2014.2) - ALTERNATIVA: D Uma das formas de gerar corrente elétrica em um circuito é fazer com que haja uma variação do fluxo magnético ao longo do tempo em uma região desse circuito. A figura mostra um solenoide que está em repouso, um imã que é aproximado de uma de suas extremidades com velocidade V → , e a corrente elétrica I induzida no solenoide devido a este movimento. R I V → Se em uma situação igual à mostrada na figura, o solenoide adquirir um movimento na mesma direção e mesmo sentido do movimento do ímã, mas com o dobro da velocidade ( 2V → ), que mudança ocorre- rá na corrente elétrica? a) Dobrará de intensidade. b) Reduzirá a intensidade pela metade. c) Permanecerá inalterada. *d) Inverterá o sentido. (UNIFOR/CE-2014.2) - ALTERNATIVA: C Uma usina hidrelétrica ou central hidroelétrica é um complexo ar- quitetônico, um conjunto de obras e de equipamentos, que tem por finalidade produzir energia elétrica através do aproveitamento do potencial hidráulico existente em um rio. Dentre os países que usam essa forma de se obter energia, o Brasil se encontra apenas atrás do Canadá e dos Estados Unidos, sendo, portanto, o terceiro maior do mundo em potencial hidrelétrico. Disponível em: http://www.dee.feis.unesp.br/ usinaecoeletrica/index.php/hidreletrica Numa usina hidrelétrica, ocorre transformação de energia em várias etapas do processo. Energia da queda d’água se transforma principalmente em energia cinética nas turbinas, em seguida em energia elétrica por um gerador, e transmitida através de cabos de alta ten- são para as concessionárias de energia elétrica. Analise as proposições abaixo sobre os princípios físicos envolvidos na produção e transmissão de energia e, a seguir, assinale a opção correta. I. Na queda d’água ocorre uma diminuição de energia potencial gravitacional e um aumento de energia cinética de translação. II. Os transformadores convertem corrente contínua em corrente alternada e vice-versa. III. A resistência elétrica de um cabo de transmissão é inversamente proporcional ao seu comprimento e diretamente proporcional à sua área de secção transversal. IV. A energia cinética, devido à rotação da turbina, é parcialmente transformada em energia elétrica usando o fenômeno de indução eletromagnética. a) I e II d) II e III b) III e IV e) I e III *c) I e IV [email protected] 49 (UNESP-2014.2) - ALTERNATIVA: E Espectrometria de massas é uma técnica instrumental que envolve o estudo, na fase gasosa, de moléculas ionizadas, com diversos objetivos, dentre os quais a determinação da massa dessas moléculas. O espectrômetro de massas é o instrumento utilizado na aplicação dessa técnica. (www.em.iqm.unicamp.br. Adaptado.) A figura representa a trajetória semicircular de uma molécula de massa m ionizada com carga +q e velocidade escalar V, quando penetra numa região R de um espectrômetro de massa. Nessa re- gião atua um campo magnético uniforme B → perpendicular ao plano da figura, com sentido para fora dela, representado pelo símbolo . A molécula atinge uma placa fotográfica, onde deixa uma marca situada a uma distância x do ponto de entrada. região R placa fotográfica x m +q V Considerando as informações do enunciado e da figura, é correto afirmar que a massa da molécula é igual a a) q· V· B· x 2 . d) q· x 2· B· V . b) 2 · q· B V· x . *e) q· B· x 2· V . c) q· B 2 · V· x . (CEFET/MG-2014.2) - ALTERNATIVA: E Dois fios longos e retilíneos são percorridos por uma mesma corrente constante i conforme mostra a figura. Nessa situação existe uma força de _________ entre os fios e o campo magnético é _________ ao longo da linha central. Os termos que completam, respectivamente, as lacunas, de forma correta, são a) atração, nulo. b) repulsão, nulo. c) atração, mínimo. d) atração, máximo. *e) repulsão, máximo. (UDESC-2014.2) - ALTERNATIVA: C Considere um condutor retilíneo de comprimento L = 15 cm, movendo-se com velocidade constante igual a 20 m/s, dirigida perpendicularmente às linhas de um campo magnético uniforme, cuja magnitude é B = 0,60 T. O valor da força eletromotriz induzida nas extremidades do condutor é igual a: a) ε = 0,90 V d) ε = 1,8 × 10 −2 V b) ε = 18 V e) ε = 0,18 V *c) ε = 1,8 V (VUNESP/UNIVAG-2014.2) - ALTERNATIVA: C Quatro fios condutores retilíneos, longos e paralelos entre si, são percorridos por correntes elétricas contínuas, todas de mesma intensidade, nos sentidos indicados na ilustração pelas setas vermelhas. 1 2 3 4 Os vetores força magnética aplicados nos condutores 1, 3 e 4 apenas pelo condutor 2 (azul) estão corretamente representados, respectivamente, por a) d) b) e) *c) (MACKENZIE/SP-2014.2) - ALTERNATIVA: B Dois fios condutores (1) e (2), muito longos e paralelos, são percorridos por correntes elétricas i 1 e i 2 , respectivamente, de sentidos opostos e situados no plano horizontal. A figura abaixo mostra a secção transversal desses condutores, em que a corrente elétrica i 1 está saindo da página e a corrente elétrica i 2 está entrando na página. ( 1) ( 2) i 1 i 2 A melhor representação vetorial da força magnética ( F m → ) e do campo de indução magnética ( B → ) agentes sobre o fio condutor (1) é a) B → F m → d) B → F m → *b) B → F m → e) B → F m → c) B → F m → [email protected] 50 (VUNESP/UNICID-2014.2) - ALTERNATIVA: A Um fio condutor é colocado paralelamente às linhas do campo mag- nético uniforme gerado por um ímã, como mostra a figura. S A B N Em certo instante, faz-se circular pelo condutor uma corrente elétrica no sentido de A para B. Nessa situação, *a) não haverá força magnética sobre o condutor. b) surgirá no condutor uma força magnética vertical, com sentido para cima. c) surgirá no condutor uma força magnética vertical, com sentido para baixo. d) surgirá no condutor uma força magnética horizontal, com sentido de A para B. e) surgirá no condutor uma força magnética horizontal, perpendicular à direção do condutor. (PUC/GO-2014.2) - ALTERNATIVA: B No Texto 7, temos referência às tevês, aparelhos que utilizam telas nas quais se visualizam imagens. Atualmente, utilizam-se telas modernas, como as de plasma ou LED; mas em aparelhos antigos a imagem pode ser gerada por tubos de imagens, nos quais partículas se movem sob a ação de campos elétricos e magnéticos. Para determinado observador, uma partícula de massa desprezível e carga negativa q = −7 × 10 −6 C é lançada horizontalmente para a direita, a uma velocidade de 20 m/s, numa região onde existe campo elé- trico e campo magnético uniformes. Sabe-se que o campo elétrico uniforme é de 6,4 × 10 3 N/C verticalmente para baixo. Consideran- do-se somente as ações do campo elétrico e magnético, para que a partícula não sofra desvio, ou seja, para que ela percorra uma trajetória retilínea, o campo magnético deve ser de (assinale a alternativa correta): a) 320 T, perpendicular à trajetória da partícula, com sentido de apro- ximação do observador. *b) 320 T, perpendicular à trajetória da partícula, com sentido de afastamento do observador. c) 4,48 × 10 −2 T, verticalmente para cima d) 4,48 × 10 −2 T, verticalmente para baixo. (UCS/RS-2014.2) - ALTERNATIVA: E Uma técnica em geofísica é o paleomagnetismo, que basicamente analisa a presença de propriedades magnéticas emuma determinada rocha, uma vez que elas podem trazer informações importantes sobre os processos e o cenário envolvidos em sua formação. A ex- pressão “presença de propriedades magnéticas” em uma determinada rocha se refere a) às cargas elétricas da rocha possuírem todas o mesmo módulo, direção e sentido. b) à rocha apresentar mais polos norte do que polos sul magnéti- cos. c) à rocha apresentar mais polos sul do que polos norte magnéti- cos. d) à rocha apresentar a mesma quantidade de cargas elétricas positivas e negativas. *e) aos ímãs elementares da rocha estarem alinhados de maneira organizada. (UNIMONTES/MG-2014.2) - ALTERNATIVA: D Uma bobina composta por 400 espiras quadradas de lado L = 2x10 −2 m e com comprimento de 0,5 m está em uma região com campo magnético externo de B = 0,5 T, que faz um ângulo de θ = 60º com o eixo central da bobina. O fluxo magnético através da bobina, em Weber, é de, aproximadamente: a) 0,02. b) 0,08. c) 0,07. *d) 0,04. Dados: sen 60º = 0,87 cos 60º = 0,50 (UECE-2014.2) - ALTERNATIVA: D Um fio condutor reto é percorrido por uma corrente elétrica constante, que gera um campo magnético nas suas proximidades. Nessa situação, é correto afirmar que a) as linhas de campo magnético são paralelas à direção do fio, e o campo elétrico no interior do condutor é diferente de zero. b) as linhas de campo magnético são perpendiculares à direção do fio, e o campo elétrico no interior do condutor é zero. c) as linhas de campo magnético são paralelas à direção do fio, e o campo elétrico no interior do condutor é zero. *d) as linhas de campo magnético são perpendiculares à direção do fio, e o campo elétrico no interior do condutor é diferente de zero. (UFPE-2014.2) - RESPOSTA: F = 40 N Um fio com formato mostrado na figura a seguir é colocado em uma região de campo magnético uniforme, de módulo B = 5,0 T e direção e sentido indicados na figura. As hastes verticais do fio têm tamanho 3,0 m, e o comprimento da haste horizontal é de 4,0 m. O fio é atravessado por uma corrente elétrica i = 2,0 A, de sentido indicado na figura. 3,0 m 4,0 m i B → Qual é o módulo, em newtons, da força magnética no fio? (IFSUL/RS-2014.2) - ALTERNATIVA: C Uma corrente elétrica constante i percorre um fio reto e longo. Con- sidere que a corrente elétrica produza uma intensidade de campo magnético B a 2 cm do fio. Qual é a intensidade do campo magnético em um ponto situado a 6 cm desse fio, quando percorrido pela mesma intensidade de corrente i, no mesmo meio? a) 3B b) 6B *c) B/3 d) B/6 (IFSUL/RS-2014.2) - ALTERNATIVA: C Um fio condutor retilíneo é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade “i” conforme mostra a figura ao lado. No ponto P, localizado no plano da figura, o sentido do campo magnético a) é contrário ao da corrente. b) é perpendicular ao plano da página apontando para fora dela. *c) é perpendicular ao plano da página apontando para dentro dela. d) aponta para a direita no plano do papel. i P (UEM/PR-2014.2) - RESPOSTA: SOMA = 30 (02+04+08+16) Uma barra metálica, quadrada e de lado L desloca-se da esquerda para a direita em linha reta. Ela percorre essa trajetória, que é paralela a um de seus lados, a uma velocidade constante e sob a ação de um campo magnético uniforme de intensidade B. O campo magnético emerge do plano da página, atravessando perpendicularmente a área da barra. Com base nessas informações, analise as alternativas abaixo e assinale o que for correto. 01) Nessa situação, a barra fica eletrizada, com excesso de cargas positivas em suas extremidades. 02) Nessa situação, surge, na barra, uma força magnética que em- purra seus elétrons livres para uma de suas extremidades, polari- zando-a. 04) O módulo da velocidade da barra no campo magnético uniforme pode ser obtido por meio da razão entre a intensidade do campo elétrico uniforme que surge no interior da barra e a intensidade do campo magnético uniforme. 08) A força eletromotriz induzida na barra é dada pelo produto vLB, sendo v a velocidade de translação da barra. 16) Se invertermos periodicamente o sentido de translação da barra na região de campo magnético uniforme, essa barra comportar-se-á como uma fonte de corrente alternada. [email protected] 51 (UEPG/PR-2014.2) - RESPOSTA: SOMA = 06 (02+04) Cinco partículas atômicas descrevem as trajetórias representadas na figura abaixo, quando elas passam através de um campo mag- nético uniforme. Sobre a natureza de cada partícula, assinale o que for correto. 01) A partícula 1 é um próton. 02) A partícula 2 é um elétron. 04) A partícula 3 é um nêutron. 08) A partícula 4 é um elétron. 16) A partícula 5 é um próton. (UEPG/PR-2014.2) - RESPOSTA: SOMA = 18 (02+16) Sobre o fenômeno da indução eletromagnética e suas possíveis im- plicações, assinale o que for correto. 01) O funcionamento de um transformador de tensão pode ser explicado com auxílio da lei de Ampère do eletromagnetismo. 02) Sempre que o fluxo magnético através de um circuito varia, surge, nesse circuito, uma fem induzida. 04) O movimento de um imã em relação a um condutor retilíneo induz uma corrente elétrica no mesmo. 08) O sentido da corrente induzida em uma espira condutora produz efeitos que favorecem a variação do fluxo magnético que a induziu. 16) A conversão de energia mecânica em energia elétrica observada em um gerador elétrico é explicada pela lei de Faraday. (UEPG/PR-2014.2) - RESPOSTA: SOMA = 06 (02+04) Sobre o movimento de uma partícula eletricamente carregada em um campo magnético uniforme, assinale o que for correto. 01) Se a direção da velocidade da partícula for oblíqua à direção do campo magnético, a partícula descreverá uma trajetória retilínea. 02) Se a direção da velocidade da partícula e a direção do campo magnético forem paralelas, a força magnética sobre a partícula será nula. 04) A trajetória da partícula será circular se a direção da sua velocidade for perpendicular à direção do campo magnético. 08) Se a direção da velocidade da partícula e a direção do campo magnético forem perpendiculares, a força magnética sobre a partí- cula modificará sua energia cinética. (UFT/TO-2014.2) - ALTERNATIVA: A Em um tubo de raio catódico, um elétron é arrancado de um filamento e acelerado horizontalmente, a partir do repouso, por uma diferença de potencial 1125 V. Em seguida, o elétron atravessa, com velocidade constante, uma região composta de duas placas quadradas, dispostas ao longo do eixo x, com 5,0 cm de comprimento cada uma e separadas por uma distância de 1,0 cm, onde também existe um campo magnético B → constante, apontado para dentro do papel, como mostra a figura. B → 1125 V Filamento Placa quadrada 200 V + − Sabendo-se que a diferença de potencial entre as placas é de 200 V, qual será o módulo do campo magnético B → para que a trajetória do elétron seja retilínea? Dados: considere o módulo da carga do elétron como sendo 1,6 × 10 −9 C e sua massa 9,0 × 10 −31 kg. *a) 1,0 × 10 −3 T b) 2,0 × 10 4 T c) 2,2 × 10 −12 T d) 3,0 × 10 −2 T e) 4,0 × 10 −14 T (UNIFENAS/MG-2014.2) - ALTERNATIVA: C Um fio condutor é enrolado na forma de espira circular com raio igual a 1 metro. A intensidade de corrente elétrica que percorre o fio é 4 Ampères. A permeabilidade magnética (µ) vale: 4π × 10 −7 unidades no sistema internacional. Qual é o módulo do vetor campo magnéti- co no centro da espira? a) 10π × 10 −7 Tesla. b) 9π × 10 −7 Tesla. *c) 8π × 10 −7 Tesla. d) 7π × 10 −7 Tesla. e) 6π × 10 −7 Tesla. (UFG/GO-2014.2) - ALTERNATIVA: 41 C e 42 A O texto e a imagem a seguir deverão ser utillizadas para responder às questões 41 e 42. Na busca de fontes alternativas de energia, uma das opções promis- soras que surgiu nos últimos anos foi o uso de certos organismos procariontes que, ao se alimentarem de matéria orgânica, geram, como resultado das quebras de ligações químicas no processo di- gestivo, energia elétrica. Recentemente, um grupo de pesquisadores publicou resultados de um estudo em que, ao formar uma colônia destes seres em uma determinada superfície, formando o chamado biofilme, conseguiram gerar uma potência elétrica de cerca 200 mW por m 2 de biofilme. Considere a situação em que este biofilme é utilizado para gerar um tensão de 4 V entre os pontos A e B do circuito elétrico a seguir, em que os fios 1 e 2 apresentam resistências elétricas de 3 Ω e 6 Ω respectivamente, e a resistência do restante do circuito é desprezível. QUESTÃO 41 Os fios 1 e 2 têm comprimento L = 9 m, e a distância de separaçãos entre eles é d = 2 mm. De acordo com o exposto, o tipo de ligação química que é rompida e a intensidade da força magnética que o fio 1 exerce sobre o fio 2, desprezando os efeitos de comprimento finito dos fios, são, respectivamente, Dado: µ 0 = 4π × 10 −7 T∙m/A. a) carbono-carbono e 12 × 10 −7 N. b) carbono-carbono e 4,4 × 10 −3 N. *c) carbono-carbono e 8 × 10 −4 N. d) carbono-cobre e 12 × 10 −7 N. e) carbono-cobre e 8 × 10 −4 N. QUESTÃO 42 Tendo em vista o exposto, o ser vivo que forma o biofilme e a área deste, em metros quadrados, necessária para a alimentar o circuito, são, respectivamnete, *a) bactéria e 40. b) bactéria e 10. c) protozoário e 40. d) protozoário e 10. e) alga e 8. [email protected] 52 (SENAI/SP-2014.2) - ALTERNATIVA: E Ao partir um imã em forma de barra no meio, obtiveram-se dois pe- daços de mesmo tamanho, que constituem a) um imã com polo norte e outro com polo sul. b) dois pedaços de metal sem polos magnéticos. c) um imã com polo sul e outro pedaço de metal sem polo. d) um imã com polo norte e outro pedaço de metal sem polo. *e) dois novos imãs, cada um com um polo norte e um polo sul. (UNITAU/SP-2014.2) - ALTERNATIVA: B As partículas portadoras de cargas elétricas são usualmente deno- minadas, no jargão da Física, de cargas elétricas. Sobre o comportamento de cargas elétricas, é CORRETO afirmar: a) Cargas elétricas estacionárias geram campo magnético. *b) Cargas elétricas em movimento geram campo magnético. c) Cargas elétricas em movimento não geram campo magnético. d) Cargas elétricas em nenhuma hipótese geram campo magnético. e) Cargas elétricas em movimento geram somente campo elétrico. [email protected] 53 FÍSICA MODERNA VESTIBULARES 2014.1 (UEM/PR-2014.1) - RESPOSTA: SOMA = 23 (01+02+04+16) Assinale o que for correto. 01) A transmutação nuclear é a transformação de um nuclídeo em outro. 02) Alguns elementos existentes na Tabela Periódica são chamados de “artificiais” pois são elementos que não existem na natureza e podem ser sintetizados por meio de transmutação. 04) As usinas termonucleares fazem uso da fissão nuclear para gerar energia elétrica. 08) O elemento radiativo 63 Ni possui tempo de meia vida igual a 100,1 anos. Isso significa que em 50,05 anos apenas metade de uma quantidade inicial desse elemento estará ainda emitindo radia- ção. 16) As partículas beta, que possuem carga elétrica e são emitidas por alguns elementos radiativos, podem provocar mutação genética em seres vivos. (UNICENTRO/PR-2014.1) - ALTERNATIVA: A O efeito fotoelétrico é explicado, de maneira simplificada, como a emissão de elétrons de um material quando exposto a uma determinada radiação eletromagnética. Com base nos princípios desse efeito, assinale a alternativa correta. *a) O elétron é emitido quando realiza determinado trabalho, cujo valor é característico de cada metal e definido como função trabalho. b) O fóton retira energia do elétron em quantidades quantizadas, ocasionando a sua fuga do metal. c) O potencial de corte varia de acordo com a intensidade da radia- ção eletromagnética incidente no metal. d) A energia cinética dos elétrons emitidos depende da intensidade da radiação eletromagnética incidente. (UNICENTRO/PR-2014.1) - ALTERNATIVA: C O laser funciona como uma fonte de luz, com características espe- cíficas, que o torna um excelente instrumento para o uso científico, tecnológico e hospitalar. A respeito dessas características, assinale a alternativa correta. a) A intensidade de um feixe de laser é menor que a intensidade das luzes convencionais, como uma lâmpada fluorescente. b) O laser é espalhado, pois todos os fótons emitidos, nas diversas direções, geram o feixe final. *c) O laser é monocromático, pois a energia carregada pelo fóton estimulante e pelo fóton emitido são as mesmas. d) No feixe de laser, as sucessivas ondas de radiação estão defasa- das e possuem comprimentos de onda diferentes. (UDESC-2014.1) - ALTERNATIVA: A O enunciado “Em um mesmo átomo, não podem existir dois elétrons com o mesmo conjunto de números quânticos” refere-se a(ao): *a) Princípio da Exclusão de Pauli. b) Princípio da Conservação de Energia. c) modelo atômico de Thomson. d) modelo atômico de Rutherford. e) um dos Princípios da Teoria da Relatividade Restrita. (UNESP-2014.1) - ALTERNATIVA: C Em 2013 comemora-se o centenário do modelo atômico proposto pelo físico dinamarquês Niels Bohr para o átomo de hidrogênio, o qual incorporou o conceito de quantização da energia, possibilitando a explicação de algumas propriedades observadas experimentalmente. Embora o modelo atômico atual seja diferente, em muitos aspectos, daquele proposto por Bohr, a incorporação do conceito de quantização foi fundamental para o seu desenvolvimento. Com respeito ao modelo atômico para o átomo de hidrogênio proposto por Bohr em 1913, é correto afirmar que a) o espectro de emissão do átomo de H é explicado por meio da emissão de energia pelo elétron em seu movimento dentro de cada órbita estável ao redor do núcleo do átomo. b) o movimento do elétron ao redor do núcleo do átomo é descrito por meio de níveis e subníveis eletrônicos. *c) o elétron se move com velocidade constante em cada uma das órbitas circulares permitidas ao redor do núcleo do átomo. d) a regra do octeto é um dos conceitos fundamentais para ocupa- ção, pelo elétron, das órbitas ao redor do núcleo do átomo. e) a velocidade do elétron é variável em seu movimento em uma órbita elíptica ao redor do núcleo do átomo. (UEL/PR-2014.1) - ALTERNATIVA: B Uma das contribuições da Física para o bem-estar e a segurança nas cidades é o constante avanço tecnológico aplicado à iluminação pública. Parte das luminárias do século XIX era acesa manualmente por várias pessoas ao entardecer. Hoje, o acionamento das lâmpa- das tornou-se automático devido à aplicação dos conhecimentos sobre o efeito fotoelétrico (descrito por Albert Einstein, em 1905) e ao desenvolvimento das células fotoelétricas instaladas nos postes de iluminação pública, capazes de detectar a presença de luz natural. Sobre o efeito fotoelétrico, considere as afirmativas a seguir. I. Consiste na emissão de elétrons de uma superfície metálica quando esta é iluminada com luz de determinada frequência. II. Ocorre independentemente da frequência da luz incidente na su- perfície do metal, mas é dependente de sua intensidade. III. Os elétrons ejetados de uma superfície metálica, devido ao efei- to fotoelétrico, possuem energia cinética igual à energia do fóton incidente. IV. Por mais intensa que seja a luz incidente, não haverá ejeção de elétrons enquanto sua frequência for menor que a frequência limite (ou de corte) do metal. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e II são corretas. *b) Somente as afirmativas I e IV são corretas. c) Somente as afirmativas III e IV são corretas. d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas. e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas. (UFG/GO-2014.1) - ALTERNATIVA: C Em 1913, há cem anos, Niels Bohr, para resolver o problema da emissão de radiação por partículas carregadas que movem-se em uma órbita circular, formulou a hipótese de que o momento angular do elétron no átomo de hidrogênio era quantizado, ou seja, de que mvr = nћ com n = 1,2,3 , ... . Essa hipótese foi necessária, pois, de acordo com a física clássica, o elétron colapsaria no núcleo, o que seria explicado a) pela perda discreta de energia potencial e diminuição do raio da órbita por saltos quânticos. b) pela conservação da energia mecânica com perda de energia potencial e ganho de energia cinética. *c) pela perda contínua de energia cinética e de quantidade de movimento. d) pela conservação do momento angular e diminuição do raio da órbita. e) pelo aumento da força centrípeta e aumento da velocidade. (UEG/GO-2014.1) - ALTERNATIVA: B Em 1895 um físico alemão, Wilhelm Conrad Roentgen, trabalhando em seu laboratório com raios catódicos, percebeu que em alguns locais do laboratório ocorria o fenômeno de fluorescência. Ele percebeu que o fenômeno estava relacionado aos raios catódicos gerados na ampola. Mais tarde esse fenômeno foi explicado por ele e pro- vocou uma grande evolução no campo da medicina e da indústria, devido à descoberta dos raios a) α *b) X c) β d) γ (UEPG/PR-2014.1) - RESPOSTA: SOMA = 15 (01+02+04+08) O nascimento da chamada física moderna, ocorrido entre final do século XIX e início do século XX, teve sua origem na necessidade de encontrar explicações para um conjunto de observações experimentais que a física clássica não podia explicar. De uma forma geral, a física moderna pode ser dividida em duas teorias, a teoria da relatividade e a física quântica. Com respeito às contribuições dadas pela física moderna ao avanço da física, assinale o que for correto. 01) Demonstrou que, embora correta, a física clássica apresentava diversas limitações. 02) A teoria da relatividade afirma que a velocidade da luz não depende do sistema de referência. 04) Mostrou que o efeito fotoelétrico só ocorre quando é utilizada luz de frequência suficientemente alta, com um valor que depende da natureza do metal que constitui a superfície alvo. 08) Mostrou que o fóton é o quantum fundamental da radiação ele- tromagnética e tem massa nula. [email protected] 54 (UEG/GO-2014.1) - ALTERNATIVA: A Em 1947 César Lattes, físico brasileiro, utilizando um equipamento conhecido como câmara de Wilson (aparelho que registrava a passagem de partículas carregadas através de uma emulsão), conse- guiu comprovar a existência de uma partícula mediadora da força nuclear. Essa partícula, idealizada por Hideki Yukawa, um físico ja- ponês, é responsável pela ligação entre: prótons com prótons, nêu- trons com nêutrons e prótons com nêutrons. A essa partícula, Hideki Yukawa denominou de *a) méson PI b) neutrino c) próton d) beta (UNIMONTES/MG-2014.1) - ALTERNATIVA: A Leia atentamente o texto abaixo. A teoria da relatividade restrita foi proposta por Albert Einstein em 1905. De acordo com ela, é ............ a afirmativa de que podemos ir da Terra à estrela Sirius, que fica na Via Láctea, a uma distância de 8,56 anos-luz da Terra, em um tempo menor que 8,56 anos, graças ao fenômeno de ............ do comprimento, que é percebido pelo observador que faz a viagem, ou ainda pelo fenômeno de ............ do tempo, que é percebido pelo observador que está em repouso em relação à nossa galáxia. Assinale a alternativa cujas palavras preenchem corretamente as lacunas, na ordem em que aparecem. *a) verdadeira – contração – dilatação. b) falsa – dilatação – contração. c) verdadeira – dilatação – contração. d) falsa – contração – dilatação. (UNICENTRO/PR-2014.1) - ALTERNATIVA: A Sobre o efeito fotoelétrico, assinale a alternativa correta. *a) A energia cinética dos elétrons emitidos é proporcional à frequên- cia da luz incidente menos a função trabalho. b) A energia cinética dos elétrons emitidos cresce à medida que se aumenta a intensidade da luz incidente. c) A função trabalho é a somatória da energia do fóton mais a energia cinética do elétron emitido. d) Os elétrons são emitidos independentemente do valor da energia de cada fóton que incide no metal. e) Os elétrons são emitidos se a energia fornecida pelo fóton for menor do que a função trabalho do metal. (UEPB-2014.1) - ALTERNATIVA: A Hoje, todos estamos acostumados a ver, diariamente, claras rela- ções entre luz e fenômenos elétricos. Sabemos que cada ponto da tela de TV ou de um monitor de computador brilha porque foi atingido por um feixe de elétrons, assim como a porta automática do centro comercial ou do elevador abre ao detectar nossa presença porque nosso corpo interrompe um feixe de luz invisível ou infravermelha (KANTOR, C.A. et all, Física 3º ano Coleção Quanta Física, Editora PD. São Paulo, 2010). Foi Einstein, em 1905, explicando o efeito fotoelétrico, quem inter- pretou, pela primeira vez, a interação entre elétrons e partículas de luz. Sobre tal fenômeno, analise as situações abaixo: I − O efeito fotoelétrico se trata da emissão de elétrons por placas metálicas quando atingidas por luz de frequência suficientemente alta. II − O efeito fotoelétrico se trata da emissão de elétrons por placas metálicas quando atingidas por luz de frequência suficientemente baixa. III − Em 1905, ao analisar esse efeito, a luz que era descrita como uma onda passou a ser entendida como partícula. A partir da análise feita, é(são) correta(s) apenas a(s) proposi- ção(ões): *a) I e III. d) II. b) I e II. e) I. c) II e III. (UEPB-2014.1) - ALTERNATIVA: C Considerando que a luz infravermelha tem frequência igual a 1,5 × 10 14 Hz, que a constante de Plank vale h = 6,6 × 10 −34 J.s e que 1 eV = 1,6 × 10 −19 J, o valor do quantum de energia, em eV, vale aproximadamente: a) 4,4 × 10 −20 . d) 9,9 × 10 −1 . b) 9,9 × 10 −20 . e) 6,2 × 10 −39 . *c) 6,2 × 10 −1 . (UFSM/RS-2014.1) - ALTERNATIVA: C O ano de 1905 é conhecido como o “ano miraculoso” de Albert Eins- tein, devido à publicação de uma série de trabalhos científicos revo- lucionários de sua autoria. Esses trabalhos, compostos pela teoria da relatividade especial, teoria do movimento browniano, efeito foto- elétrico e equivalência massa-energia tiveram impacto crítico no en- tendimento da natureza e no desenvolvimento de novas tecnologias. O efeito fotoelétrico em particular tem aplicações importantes, como emfotocélulas, projetores cinematográficos, etc. A respeito do efeito fotoelétrico, assinale as afirmativas a seguir com verdadeira (V) ou falsa (F). ( ) O efeito fotoelétrico consiste na emissão de elétrons por uma placa metálica, em decorrência da incidência de radiação. ( ) De acordo com a teoria de Einstein, a radiação que incide sobre a matéria exibe características corpusculares. ( ) A radiação é quantizada na forma de fótons, que transportam uma quantidade de energia proporcional à amplitude da onda incidente. A sequência correta é a) V – F – V. b) F – V – V. *c) V – V – F. d) V – F – F. e) F – F – V. (PUC/RS-2014.1) - ALTERNATIVA: E A matéria apresenta um comportamento dualístico, ou seja, pode se comportar como onda ou como partícula. Uma partícula em movimento apresenta um comprimento de onda associado a ela, o qual é descrito por λ = h/p, onde p é o módulo do seu momento linear, e h é a constante de Planck. Considere as seguintes partículas movendo-se livremente no espa- ço e suas respectivas massas e velocidades: Partícula 1 – massa m e velocidade v Partícula 2 – massa m e velocidade 2v Partícula 3 – massa 2m e velocidade 2v Os comprimentos de onda associados às partículas estão relaciona- dos de tal modo que a) λ 1 = λ 2 = λ 3 b) λ 1 = λ 2 < λ 3 c) λ 1 < λ 2 = λ 3 d) λ 1 < λ 2 < λ 3 *e) λ 1 > λ 2 > λ 3 (UNIMONTES/MG-2014.1) - ALTERNATIVA: A Albert Einstein propôs, em 1905, uma teoria física do espaço e do tempo denominada Teoria da Relatividade Restrita que permitiu a conciliação entre a Mecânica de Newton e o Eletromagnetismo de Maxwell. A teoria de Einstein apresenta conceitos de tempo e es- paço muito diferentes daqueles da Mecânica de Newton e prevê efeitos muito interessantes, como a contração do espaço e a dila- tação do tempo. Por exemplo, para um observador em movimen- to, o comprimento de um corpo na direção do movimento é sempre menor do que o obtido por um observador em repouso. Esse efeito é denominado contração do espaço. Quando o referencial está em repouso em relação ao corpo, o comprimento medido é denominado comprimento próprio, representado por L 0 . Um observador em movimento em relação ao corpo medirá um comprimento L, diferente, em princípio, de L 0 . A relação entre os dois comprimentos é dada pela expressão L = L 0 u 2 c 2 1 − √ , em que c é o módulo da velocidade da luz (c = 3 × 10 8 m/s). Analisando a expressão que relaciona os dois comprimentos, se u aumenta, aproximando-se de c, é CORRETO afirmar que *a) L diminui em relação a L 0 . b) L e L 0 se aproximam de zero. c) L 0 fica muito pequeno em relação a L. d) L se aproxima de L 0 . [email protected] 55 (UNIMONTES/MG-2014.1) - ALTERNATIVA: C Por causa da grande divulgação dada à teoria da relatividade restrita, proposta por Albert Einstein, em 1905, muitas de suas previsões ficaram conhecidas pelo grande público, causando reações positivas ou negativas. Nesse contexto, pessoas muito preocupadas com a beleza e com a manutenção de uma aparência jovem, ficaram en- cantadas com a previsão de que o tempo passa, significativamente, de modo mais lento, para observadores num referencial que se move a grandes velocidades (80 a 90% da velocidade da luz no vácuo, por exemplo). Esse efeito é conhecido como contração do tempo. No entanto, essas mesmas pessoas ficaram decepcionadas com uma outra previsão da teoria, também relacionada a observadores que se movem a grandes velocidades. Marque a alternativa que indica corretamente essa outra previsão da teoria da relatividade, capaz de desagradar pessoas com exagerada preocupação estética. a) Inexistência de um limite para a velocidade de um corpo. b) Contração do espaço. *c) Aumento da massa. d) Dilatação do espaço. (UEM/PR-2014.1) - RESPOSTA: SOMA = 30 (02+04+08+16) Com relação às partículas fundamentais da natureza, assinale o que for correto. 01) Os bósons e os léptons são formados por uma combinação apropriada de quarks up e de quarks down. 02) Fótons são bósons e possuem massa de repouso nula. 04) O elétron, o neutrino e o múon são exemplos de léptons. 08) A categoria dos hádrons se divide em mésons e em bárions. 16) O próton e o nêutron são classificados como bárions e perten- cem à categoria dos hádrons. (UFSC-2014.1) - RESPOSTA: SOMA = 07 (01+02+04) As ondas eletromagnéticas, como a luz e as ondas de rádio, têm um “sério problema de identidade”. Em algumas situações apresentam- se como onda, em outras, apresentam-se como partícula, como no efeito fotoelétrico, em que são chamadas de fótons. Isto é o que chamamos de dualidade onda-partícula, uma das peculiaridades que encontramos no universo da Física e que nos leva à seguinte pergunta: “Afinal, a luz é onda ou partícula?”. O mesmo acontece com um feixe de elétrons, que pode se comportar ora como onda, ora como partícula. Dados: h = 6,63 × 10 −34 J·s e λ = h / mv. Com base no que foi exposto, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. Um feixe de elétrons incide sobre um obstáculo que possui duas fendas, atingindo um anteparo e formando a imagem apresentada na figura acima. A imagem indica que um feixe de elétrons possui um comportamento ondulatório, o que leva a concluir que a matéria também possui um caráter dualístico. 02. O fenômeno da difração só fica evidente quando o comprimento de onda é da ordem de grandeza da abertura da fenda. 04. O físico francês Louis de Broglie apresentou uma teoria ousada, baseada na seguinte hipótese: “se fótons apresentam característi- cas de onda e partícula [...], se elétrons são partículas mas também apresentam características ondulatórias, talvez todas as formas de matéria tenham características duais de onda e partícula”. 08. Admitindo que a massa do elétron seja 9,1 × 10 −31 kg e que viaja com uma velocidade de 3 × 10 6 m/s, o comprimento de onda de De Broglie para o elétron em questão é 2,4 × 10 −12 m. 16. Após a onda passar pela fenda dupla, as frentes de ondas geradas em cada fenda sofrem o fenômeno de interferência, que pode ser construtiva ou destrutiva. Desta forma, fica evidente o princípio de dependência de propagação de uma onda. 32. Christian Huygens, físico holandês, foi o primeiro a discutir o ca- ráter dualístico da luz e, para tanto, propôs o experimento de fenda dupla. (UFJF/MG-2014.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO Um acelerador de partículas linear é utilizado para acelerar partí- culas a velocidades próximas à velocidade da luz (c = 3 × 10 8 m/s). Para este tipo de situação, a mecânica newtoniana deixa de valer e temos que utilizar a mecânica relativística. Nesta situação, uma das correções que temos de realizar é recalcular a massa das par- tículas utilizando a expressão m = m 0 1 − v 2 c 2 √ , onde v é a velocidade da partícula. Imaginando uma situação onde um elétron (m 0 = 9 × 10 −31 kg) é acelerado até atingir 80% da velocidade da luz, DETERMINE: a) A variação da massa do elétron. b) A energia cinética relativística que ele adquire no acelerador. c) A energia cinética clássica e a diferença entre o valor encontrado e a energia cinética relativística do item anterior. RESPOSTA UFJF/MG-2014.1: a) ∆m = 6,0 × 10 −31 Kg b) E = 5,4 × 10 −14 J c) E clássica = 2,59 × 10 −14 J e ∆E = 2,81 ×10 −14 J (UFJF/MG-2014.1) - ALTERNATIVA: C No decaimento radioativo do Chumbo (Pb), com massa 210 e núme- ro atômico 82, ocorrem as seguintes transições: Pb 82 210 → Bi 83 210 → Po 84 210 → Pb 82 206 α β β até estabilizar no isótopo Pb com massa atômica 206 e número atô- mico 82. As letras gregas α e β indicam a emissão de uma partícula alfa ou beta, respectivamente. Com base nessas afirmações, assinale a alternativa CORRETA. a) As partículas alfas ou radiação alfa são caracterizadas pela emis- são de dois prótons e dois elétrons. b) As partículas betas ou radiação beta são caracterizadas pela emissão de dois prótons e dois elétrons. *c) As partículas alfas ou radiação alfa são caracterizadas pela emis- são de dois prótons e dois nêutrons. d) As partículas betas ou radiação beta são caracterizadas pela emissão de dois prótons e dois nêutrons. e) O decaimento apresentado não é possível, pois viola o princípio de conservação de energia. (UFRGS/RS-2014.1) - ALTERNATIVA: E No texto abaixo, Richard Feynman, Prêmio Nobel de Física de 1965, ilustra os conhecimentos sobre a luz no início do século XX. “Naquela época, a luz era uma onda nas segundas, quartas e sex- tas-feiras, e um conjunto de partículas nas terças, quintas e sába- dos. Sobrava o domingo para refletir sobre a questão!” Fonte: QED-The Strange Theory of Light and Matter. Princeton University Press, 1985. Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as afirmações abaixo. ( ) As “partículas” que Feynman menciona são os fótons. ( ) A grandeza característica da onda que permite calcular a energia dessas “partíclas” é sua frequência f, através da relação E = hf. ( ) Uma experiência que coloca em evidência o comportamento on- dulatório da luz é o efeito fotoelétrico. ( ) O caráter corpuscular da luz é evidenciado por experiências de interferência e de difração. A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é a) F – V – F – F. b) F – F – V – V. c) V – V – F – V. d) V – F – V – F. *e) V – V – F – F. [email protected] 56 (IF/CE-2014.1) - ALTERNATIVA: E A energia que um elétron, em um átomo de hidrogênio, possui, em seu enésimo estado (nível de energia = n), é dada por E n = − 13,6 eV n 2 , onde eV (elétron-volt) é uma unidade de medida de energia muito utilizada em Física Moderna, para que os cálculos sejam facilita- dos. Um átomo de hidrogênio possui um elétron que é excitado, a partir do estado fundamental, para o seu terceiro estado excitado. A energia que deve ser fornecida para este elétron, para que esse processo ocorra, deve ser de a) 13,60 eV. b) 0,850 eV. c) 3,400 eV. d) 14,45 eV. *e) 12,75 eV. (UFPE-2014.1) - RESPOSTA: F F VVF No ano de 1905, o físico Albert Einstein apresentou a sua Teoria da Relatividade Restrita. Acerca dessa teoria, analise as seguintes afirmações. 0-0) A Teoria da Relatividade Restrita representou uma correção à física newtoniana no limite de velocidades tendendo a zero em di- mensões atômicas e subatômicas. 1-1) Segundo a Teoria da Relatividade Restrita, a velocidade da luz é uma constante de valor independente do movimento da fonte emis- sora e da natureza do meio de propagação. 2-2) As transformações entre referenciais inerciais da física newtoniana (transformações de Galileu) são incompatíveis com o eletromagnetismo clássico. 3-3) A Teoria da Relatividade Restrita apresentou transformações entre referenciais inerciais compatíveis com o eletromagnetismo clássico. 4-4) Segundo a Teoria da Relatividade Restrita, a luz é formada por fótons de energia quantizada proporcional ao seu comprimento de onda e que se propagam no vácuo a uma velocidade constante. (UFES-2014.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO A figura representa os espectros de emissão de três LEDs (diodos emissores de luz). As curvas fornecem a intensidade da radiação eletromagnética emitida em função do comprimento de onda, dado no eixo horizontal em nanômetros (1 nm = 1,00 × 10 −9 m). D a d o : C o n s t a n t e d e P l a n c k ( S I ) h = 6 , 6 0 × 1 0 − 3 4 J · s Sabe-se que um dos LEDs é vermelho, um é verde e um emite ra- diação infravermelha, invisível ao olho humano. a) Indique qual dos LEDs (1, 2 ou 3) é o vermelho, qual é o verde e qual é o infravermelho. Faça estimativa do comprimento de onda de cada LED. b) Faça estimativa da energia, em eV (1eV = 1,60 × 10 −19 J), de um fóton emitido pelo LED de número 1. c) Suponha que o LED infravermelho emita radiação com uma po- tência de 0,250 W e que essa radiação seja totalmente absorvida por um gás contido no interior de um recipiente de paredes rígidas (volume constante) e adiabáticas. Determine a variação de energia interna do gás após 1,00 h de absorção de radiação. RESPOSTA UFES-2014.1: a) LED 1 é verde (λ verde ≅ 500 nm), o LED 2 é vermelho (λ verm ≅ 625 nm) e o LED 3 é infravermelho (λ infrav ≅ 800 nm) b) E verde = 2,48 eV c) ∆U = 9,00 × 10 2 J VESTIBULARES 2014.2 (SENAI/SP-2014.2) - ALTERNATIVA: B Com relação às teorias que explicam o funcionamento do Univer- so, assinale a única, das alternativas abaixo, cuja afirmação está correta. a) O Geocentrismo foi contestado pela Igreja Católica, que sempre aceitou o modelo proposto por Copérnico. *b) Hubble deduziu que as galáxias se afastam umas das outras e que a velocidade de distanciamento é tanto maior quanto maior for a distância entre elas. Ele usou métodos precisos para determinar uma relação entre o deslocamento do comprimento de onda da luz emitida pelas galáxias e as distâncias que existem entre elas. Essa relação entrou para a história da ciência como a Lei de Hubble. c) Segundo a Teoria do Big Bang, o Universo surgiu a partir de uma explosão primordial, ocorrida a, aproximadamente, 13 milhões de anos. Essa explosão ocorreu em função da ausência de massa e energia. d) Foi Ptolomeu quem deduziu, após inúmeros cálculos matemáti- cos, que a Terra gira uma volta completa ao redor de seu próprio eixo, e que isso explicaria os dias e noites, e os movimentos do Sol e das estrelas. e. Em 1514, Albert Einstein divulgou um modelo matemático no qual a Terra e os demais corpos celestes giravam em torno do Sol. Tal modelo ficou conhecido como Heliocentrismo. (UFU/MG-2014.2) - ALTERNATIVA: D Em um experimento sobre o efeito fotoelétrico, a superfície de certo metal, que possui função trabalho de 2,1 eV, recebe um feixe de luz violeta com comprimento de onda de 412 nm e fótons de 3,0 eV. Qual o maior valor da energia cinética que se observa nos fotoelé- trons emitidos pela superfície deste metal? a) 1,5 eV. b) 5,1 eV. c) 0,7 eV. *d) 0,9 eV. (UDESC-2014.2) - ALTERNATIVA: D Com base na teoria da relatividade restrita, proposta por Albert Eins- tein, é correto afirmar que: a) as leis da Física não são as mesmas para quaisquer observadores situados em referenciais inerciais. b) independentemente da velocidade da fonte luminosa ou do referencial, a velocidade de propagação da luz no vácuo é constante e igual a c = 3 × 10 8 m/s. Portanto, conclui-se que a velocidade da luz é constante e igual a c em qualquer meio de propagação. c) pelo princípio da simultaneidade conclui-se que dois observadores em movimento relativo farão observações contraditórias sobre um mesmo evento. Isso implica que um deles sempre estará errado e que se deve eleger, inicialmente, um referencial absoluto. *d) a velocidade da luz no vácuo é uma velocidade limite, não podendo ser superada por nenhuma entidade capaz de transportar energia ou informação. e) para descrever os eventos relativísticos um observador deverá utilizar sempre quatro coordenadas, duas espaciais e duas tempo- rais. (PUC/RS-2014.2) - ALTERNATIVA: D Analise as afirmativas que seguem, referentes a fenômenos descritos pela Física Moderna. I. A energia de um fóton é diretamente proporcional à sua frequên- cia. II. A velocidade da luz, no vácuo, tem um valor finito, considerado constante para todos os referenciais inerciais. III. No efeito fotoelétrico, há uma frequência mínima de corte, abaixo da qual o fenômeno não se verifica, qualquer que seja a intensidade da luz incidente. IV. A fissão nuclear acontece quando núcleos de pequena massa colidem, originando um núcleo de massa maior. Estão corretas apenas as afirmativas a) I e II. b) I e III. c) III e IV. *d) I, II e III. e) II, III e IV. [email protected] 57 (UEG/GO-2014.2) - ALTERNATIVA: A A luz visível contém fótons com energias na ordem de 1 elétron-volt (eV). Qual é o comprimento de onda, em nanometro (10 −9 m), de um fóton com energia de 2,0 eV? Adote as seguintes grandezas para efeito de cálculo: constante de Planck h ≅ 4· 10 −15 eV· s velocidade da luz c = 3,0· 10 8 m/s *a) 600 b) 50 c) 100 d) 300 (UNIMONTES/MG-2014.2) - ALTERNATIVA: A Os raios X, desde sua descoberta por Wilheim Conrad Röntgen, em 1895, têm sido amplamente utilizados na medicina, na indústria e nas pesquisas científicas. Poucas são as pessoas que atingem a fase adulta sem nunca ter tirado uma radiografia de uma parte do corpo ou de um dente. Os raios X, como os raios gama, são ondas eletromagnéticas e, portanto, sua velocidade de propagação é a da radiação eletromagnéti- ca e vale c = 3 × 10 8 m/s, no vácuo. Eles diferem somente quanto à origem, pois os raios gama provêm do núcleo ou da aniquilação de partículas, enquanto os raios X têm sua origem fora do núcleo. Um núcleo instável pode passar a um estado mais estável liberando energia na forma de radiação gama. Por outro lado, quando elétrons rápidos colidem com certos materiais, parte de sua energia, ou toda ela, é convertida em fótons de raios X. (Texto retirado do livro: Okuno, Emico; Caldas, Iberê L., Chow, Cecil. Física para Ciências Biológicas e Biomédicas. São Paulo, Harper & Row do Brasil, 1982.) De acordo com o conteúdo do texto acima, assinale a alternativa CORRETA. *a) É possível detectar raios X e raios gama com comprimentos de onda iguais, ou muito próximos. b) Para a produção de raios gama, é necessária a colisão de elé- trons rápidos. c) Para a produção de raios X, são necessários núcleos atômicos instáveis. d) Raios X e raios gama têm a mesma origem e, portanto, são ondas eletromagnéticas de mesma velocidade. (UEM/PR-2014.2) - RESPOSTA: SOMA = 15 (01+02+04+08) Analise as alternativas abaixo e assinale o que for correto. 01) Um corpo negro ideal é o corpo capaz de absorver toda a radia- ção que sobre ele incide e, da mesma forma, emitir toda a radiação térmica por ele produzida. 02) Os elétrons e os neutrinos, e suas respectivas antipartículas, são partículas elementares classificadas como léptons. 04) Segundo a teoria da Relatividade Restrita, a velocidade da luz no vácuo é constante, seja para um observador estacionário, fixo em um referencial inercial, seja para um observador que esteja em movimento retilíneo e uniforme em relação à luz. 08) O comprimento de onda associado a um elétron girando em uma determinada órbita estacionária do átomo de Bohr é dado pela razão entre a constante de Planck e a quantidade de movimento desse elétron. 16) O experimento do efeito fotoelétrico revela que a energia cinética adquirida pelas cargas elétricas arrancadas do material iluminado é função da intensidade da luz incidente. (UNITAU/SP-2014.2) - ALTERNATIVA: C No ano de 1895, o físico alemão Wilhelm Conrad Roentgen desco- briu experimentalmente os raios–X. Trata-se de um tipo de radiação com muitas aplicações práticas na medicina e odontologia. É COR- RETO afirmar que os Raios-X são a) radiações formadas por partículas massivas e com grande poder de penetração. b) ondas eletromagnéticas de frequência menores que as ondas luminosas. *c) ondas eletromagnéticas de frequências maiores que as ondas ultravioleta. d) radiações formadas por prótons de grandes velocidades. e) radiações formadas por elétrons de grandes velocidades. (UFT/TO-2014.2) - ALTERNATIVA: E O modelo de Bohr considera o átomo de hidrogênio como sendo equivalente a um sistema solar em miniatura, no qual o núcleo (pró- ton maciço) seria o Sol, em torno do qual o elétron (planeta) descreve uma órbita circular. Assume como hipótese que a órbita permitida ao elétron seria aquela na qual o mesmo se movimenta, indefinidamente, sem perder energia. Este modelo tinha como objetivo explicar. a) A interação entre os elétrons e prótons a nível atômico. b) O espalhamento observado das partículas alfas que incidem sobre um filme de ouro. c) Os elétrons arrancados da superfície de um material isolante devido à incidência da luz sobre esse material. d) A variação da velocidade da luz no vácuo. *e) O espectro de emissão, na região do visível, do átomo de hidro- gênio e a instabilidade do modelo do átomo de (UFT/TO-2014.2) - ALTERNATIVA: C Atualmente, poucas pessoas atingem a fase adulta sem nunca ter sido submetido a um exame de radiografia. Desde a sua descoberta, em 1895, pelo físico alemão Wilhelm Röntgen, a radiografia tem sido amplamente utilizada na medicina, na indústria e em pesquisas científicas. Geralmente, dentro dos equipamentos de radiografia, os raios X são produzidos por: a) cargas elétricas que estão em movimento oscilatório. b) um campo elétrico variável, que produz um campo magnético constante e vice-versa. *c) elétrons que são desacelerados ao atingirem um alvo metálico de alto ponto de fusão. d) um material metálico que é aquecido a temperaturas próximas do seu ponto de fusão. e) núcleos dos elementos radioativos, que se desintegram artificialmente.

Física - Eletricidade e Fisica Moderna - Questões de Vestibulares de 2014

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