0 12 O módulo 1 '13 '15

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1 Prblemas r<,,~:"::i:~,h:~,,~:l:\1<>,~ "i t~~ O,númer,~?i:_~<",_J i: ~ "Or" ~ de RP,ntsindica a dificu!?ae d prblema Seçã 262 Crrente Elétrica Durante s,0 min em que uma crrente de 5,0 A atravessa um fi, quants culmbs e quants elétrns passam pr uma seçãreta d fi? "2 Uma crreia de 50 cm de largura está se mvend a 30 m/s entre uma fnte de cargas e uma esfera, A crreia transprta as cargas para a esfera a uma taxa crrespndente a 100 JLA Determine a densidade superficial de cargas da crreia "3 Uma esfera cndutra tem 10 cm de rai Um fi leva até ela uma crrente de 1, A Outr fi retira dela uma crrente de 1, A, Quant temp é necessári para que ptencial da esfera aumente de 1000 V? ds prótns é 70 km/s Determine a densidade de crrente ds prótns d vent slar Se camp magnéticda Terra nã desviasse s prótns, qual seria a crrente recebida pela Terra devid as prótns d vent slar? Quant temp s elétrns levam para ir da bateria de um carr até mtr de arranque? Supnha que a crrente é 300 A e que fi de cbre que liga a bateria a mtr de arranque tem 0,85 m de cmpriment e uma seçã reta de 0,21 cm, Onúmer de prtadres de carga pr unidade de vlume é 8,9 X 1028 m", O módul l(r) da densidade de crrente em um cert fi cilíndric cm 2,00 mm de rai é dad pr l(r) Br, nde r é a distância radial a partir d centr d fi em metrs e B 2,00 X 105 N rrr Qual é a crrente que passa em um anel cncêntric cm fi, cm 10,0 JLmde largura, situad a uma distância radial de 1,20 mm d centr d fi? Determine a crrente em um fi de rai R 3,0 mm se módul da densidade decrrente é dad pr la lr/r e lb l(l rir), nde r é a distância radial el 5,50 X Q Alm2 (c) Para qual das duas funções a densidade de crrente pert da super: fície d fi é mair? 11 Seçã 263 Densidade de Crrente A tabela a seguir fi extraída d (United States) Natinal Electric a crrente máxima cnsiderada segura ns Estads Unids para fis de cbre islads de váris diâmetrs Plte a densidade de crrente segura mstrada na tabela em funçã d diâmetr Para que calibre de fi a densidade de crrente segura é máxima? ("Calibre" é uma frma de indicar diâmetr ds fis e 1 mil milésim de plegada Cde, que estabelece Calibre Diãmetrrmils Crrente segura, A , 6 3 Um feixe de partículas cntém 2,0 X 108 íns psitivs duplamente carregads pr centímetr cúbic, tds se mvend para nrte cm umavelcidade de 1,0 X 105m/s Qetermine módul e a direçã da densidade de crrente 1 (c) Que grandeza adicinal é necessária par!i determinar a crrente ttal i assciada a este feixe de íns? 5 pequena, prém mensurável, de 1,2 X 1010 A atravessa um fi de cbre de 2,5 mm de diâmetr O númer de prtadres de carga pr unidade de vlume é 8,9 X, 1028 m", Supnd que a crrente é unifrme, calcule a densidade de crrente e a velcidade de deriva ds elétrns 6 Uma crrente 0 12 O módul 1 da densidade de crrente em um cert fi cilíndric de rai R 2,00 mm é dad pr J (3,00 X 108),2, cm 1em amperes pr metr quadrad e a distância radial r em metrs Qual é a crrente que passa em um anel cncêntric cm fi derai intern O,9OOR e rai extern R? Seçã 26 Resistência e Resistividade Um fi de Nichrme (uma liga de níquel, crm e ferr muit usada em elements de aqueciment) tem 1,0 m de cmpriment e 1,0 mm de seçã reta e cnduz uma crrente de,0 A quand uma diferença de ptencial de 2,0 V é aplicada a suas extremidades Calcule a cndutividade O d Nichrrne, 13 1 Existe a pssibilidade de usar cbre u alumíni em uma linha de transmissã de alta tensã para transprtar uma crrente de até 60,0 A A resistência pr unidade de cmpriment deve ser 0,150 n!km As massas específicas d cbre e d alumíni sã 8960 e 2600 kg/m, respectivamente Determine módul 1 da densidade de crrente e a massa pr unidade de cmpriment A n cas de um cab de cbre e (c) 1 e (d) A n cas de um cab de alumíni Um fi elétric tem 1,0 mm de diâmetr, 2,0 m decmpriment e uma resistência de 50 mí] Qual é a resistividade d material? 15 7 O fusível de um circuit elétric é um fi prjetad para fundir, e prtant abrir circuit, se a crrente ultrapassar um cert valr Supnha que material a ser usad em um fusível funda quand a densidade de crrente ultrapassar 0 Alcm2 Que diâmetr de fi cilíndric deve ser usad para fazer um fusível que limite a crrente a 0,50 A? 16Um fi de,00 m de cmpriment e 6,00 mm de diâmetr tem uma resistência de 15,0 mí] Uma diferença de ptencial de 23,0 V é aplicada às extremidades d fi Qual é a crrente n fi? Qual é módul da densidade de crrente? (c) Calcule a resisti vidade ci material d fi (d) dentifique material cm auxíli da Tabela 26~1 upert da Terra, a densidade de prótns n ventslar (uma crreme de partículas prveniente d Sl) é 8,70 cm? e a velcidade u Um ser human, pde mrrer se uma crrente elétrica da rdem de 50 ma passar pert d craçã Um eletricista trabalhand cm

2 Crrente e Resistência as mãs suadas, que reduz cnsideravelmente a resistência da pele, segura dis fis desencapads, um em cada mã Se a resistência d crp d eletricista é 2000 n, qual é a menr diferença de ptencial entre s fis capaz d~ prduzir um chque mrtal? 153 x:o v x 8,00 mm 18 Um cert fi tem umàresistência R Qual é a resistência de um segund fi, feit d mesm material, cm metade d cmpriment e metade d diâmetr? 19 Uma bbina é frmada pr 250 espiras de fi islad de cbre calibre 16 (diâmetr: 1,3 mm) enrladas em uma única camada em uma frma cilíndrica de 12 em de rai Qual é a resistência da bbina? Despreze a espessura d islament (Use a Tabela 261) 20 A Fig 262a mstra módul É(x) d camp elétric criad pr uma bateria a lng de uma barra resistiva de 9,00 mm de cmpriment (Fig 262b) A barra é frmada pr três trechs feits d mesm material, mas cm rais diferentes (O diagrama esquernátic da Fig 262b nã mstra s rais diferentes) O rai da seçã 3 é de 2,00 mm Determine rai da seçã 1; da seçã 2 1 x: O E 3 <, ;2 ~ 1~ v f t <:> 3,6 x<9mm 9 x (mm) (h) Fig 262 Prblema 20 n de 6,0 é esticad de tal frma seu cmpriment se trna três vezes mair que riginal Dezennine a resistência d fi após a peraçã, supnd que a resistividade e a densidade d material permaneçam as mesmas "21 Um fi cm uma resistência A Fig 2625 mstra ptencial elétric V(x) a lng de um de cbre percrrid pr uma crrente unifrme, de um pnt de ncial mais alt, x O, até um pnt de ptencial mais baix, r 3,0 m O fi tem um rai de 2,00 mm Qual é a crrente n fi? 22 Fig 2626 Prblema 2 "25 As especificações de uma lâmpada de lanterna sã 0,30 A e},9 V (s valres da crrente e tensã de trabalh, respectivamente) Se a resistência d filament de tungstêni da lâmpada à temperatura ambiente (20 C) é 1,1 n, qual é a temperatura d filament quand a lâmpada está acesa? Uma diferença de ptencial de 3,00 n V é estabelecida entre as extremidades de um fi de cbre de 2,00 em de cmpriment cm um rai de 2,00 mmqual é a carga que passa pr uma seçã reta d fi em 3,00 ms? 26 Quand uma diferença de ptencial de 115 V é aplicada às extremidades de um fi de 10 m de cmpriment cm um rai de 0,30 mm, módul da densidade de crrente é 1, X lq AJm2 Determine a resistividade d fi A atmsfera inferir da Terra cntéin íns negativs e psitivs que sã prduzids pr elements radiativs d sl e rais cósmics prvenientes d espaç Em uma certa regiã, a intensi: dade d camp elétric atmsféric é 120 V 1m e camp é dirigid verticalmente para baix Este camp faz cm que íns cm uma carga psitiva e uma densidade de 620 cm" se mvam pará baix, enquant íns cm uma carga negativa e uma densidade de 550 cm" se mvam para cima (Fig 2627), O valr experimentalría cndutividade d ar nesta regiã é 2,70 X 101 (O m) Determine módul da densidade de crrente e a velcidade de deriva ds Íns, supnd que seja a mesma para Íns psitivs e negativs ~ ~ ~+~i x(m) Fig 2625 Prblema 22 cndutres sã feits d mesm material e têm mesm ~;;G;:[JÍ{) O cndutr A é um fi maciç de 1,0 mm de diâmet B é um tub c cm diâmetr extern de 2,0 mm e 1!:::l~Jrarem de 1,0 mm Qual é a razã entre as resistências ds? As resistências sã medidas entre as extremidades Fig 2627 Prblema 28 :;: 2&26a, uma,bateria de 9,00 V é ligada a uma placa pr três trechs cm a mesma seçã reta e cndutidiferentes A Fig 2626b mstra ptencial elétric V(x) c::,;::~ld da psiçã x a lng da placa A cndutividade d trex 107 (n m) Qual é a cndutividade d trech " <:e, ~" é a cndutividade d trech 2?, ~""frmada Um bjet em frma de paralelepíped tem uma seçã reta de 3,50 cm, um cmpriment de 15,8 em e uma resistência de material de que é feit bjet pssui 5,33 X 1022 elétrns/m Uma diferença de ptencial de 35,8 V é mantida entre as faces dianteira e traseira Qual é a crrente que atravessa bjet? Se a densi 29

3 15, Capítul Vinte e Seis dade de crrente é unifrme, qual é valr desta densidade de cr 37 Quand um resistr de valr descnhecid é ligad as termirente? (c) Qual é a velcidade de deriva ds elétrns de cnduçã? nais de uma bateria de 3,00 V, a ptência dissipada é 0,50 W (d) Qual é módul d camp elétric n interir d bjet? Quand mesm resistr é ligad a~ terminais de uma bateria de 1,50 V, qual é a ptência dissipada? "30 Se númer que define calibre de um fi aumenta de 6, diâmetr é dividid pr 2;se calibre aumenta de, diâmetr é dividid pr 2"6 (veja a tabela d Prblema ), Cm base nestas infrmações e n fat de que 1000 pés de fi de cbre calibre 10 têm uma resistência de aprximadamente 1,00 n, estime a resistência de 25 pés de fi de cbre calibre 22, "31 Um cab elétric é frmad pr 125 fis cm uma resistência de 2,65 psl cada um A mesma diferença de ptencial é aplicada às extremidades de tds s fis, que prduz uma crrente ttal de 0,750 A Qual é a crrente em cada fi? Qual é a diferença de ptencial aplicada? (c) Qual é a resistência d cab? A Fig 2628 mstra um fi 1, cm,00r de diâmetr, e um fi 2, cm 2,R de diâmetr, ligads pr um trech de fi em que diâmetr varia gradualmente O fi é de cbre e está send percrrid pr uma crrente distribuída unifrmemente a lng de qualquer seçã reta d fi A variaçã d ptencial elétric V a lng d cmpriment L 2,00 m d fi 2 é 10,0 JL V O númer de prtadres de carga pr unidade de vlume é 8,9 X 102B m 3 Qual é a velcidade de deriva ds elétrns de cnduçã n fi 1? "32 Um resistr dissipa uma ptência de 100 W quand a crrente é 3,00 A Qual é a resistência? Um aquecedr de ambiente de 1250 W fi prjetad para funcinar cm 115 V Qual é a crrente cnsumida pel aparelh? Qual é a resistência d element de aqueciment? (c) Qual é a energia térmica prduzida pel aparelh em 1,0 h? Uma diferença de ptencial de 120 V é aplicada a um aquecedr de ambiente de 500 W Qual é a resistência d element de aqueciment? Qual é a crrente n element de aqueciment? 0 "1 Um element de aqueciment feit de Nichrme, cm uma seçã reta de 2,60 X 1O6:é submetid a uma diferença de ptencial de 75;0V; O fi de Nichrme tem uma resistividade de 5,00 X 107 n m Se fi dissipa 5000 W, qual é seu cmpriment? Qual deve ser cmpriment d fi para que a mesma dissipaçã seja btida cm uma tensã de 100 V? "2 (1) Fig 2628 Prblema 32 "33Na Fig 2629, uma crrente elétrica atravessa um trnc de cne circular ret de resistividade 131 n m, rai menr a 2,00 mm, rai mair b 2,,~0mm e cmpriment L 1,9 cm A densidade de crrente é unifrme a lng de uma seçã reta perpendicular a eix d bjet Qual é a resistência d bjet? A crrente que circula na bateria e ns resistres 1 e 2 da Fig 2630a é 2,00 A A energia elétrica é cnvertida em energia térmica ns dis resistres As curvas 1 de 2 da Fig 26 30b mstram a energia térmica E, prduzida pels dis resistres em funçã d temp t Qual é a ptência da bateria? O: t (s) Fig 2630 Prblema 2 i Fig 2629 Prblema 33 Seçã 266 Uma Visã Micrscópica da lei de Ohm Uma lâmpada de lóo,w é ligada a uma tmada de parede de 120 V Quant custa deixar a lâmpada ligada cntinuamente durante um mês de 31 dias? Supnha que preç da energia elétrica é $0,06/kW h Qual é a resistência da lâmpada? (c) Qual é a crrente na lâmpada? "3 O módul da densidade de crrente em um cert fi circular de 3,00 de rai é dad pr J (2,75 X 1010 Alm)r2, nde r é a distância radial Optencial aplicad às extremidades d fi é 60,0 V Qual é a energia cnvertida em energia térmica em 1,00 h? " "3 Mstre que, de acrd cm mdel d elétrn livre para a "5 Um fi de cbre cm seçã reta de2,ci X 106 m2 e crnpri cnduçã de crrente elétrica em metais e a física clássica, a ment de,00 m é percrrid pr uma crrente unifrmemente dis resistividade ds metais é prprcinal a /T, nde T é a temperatribuída Qual é móduld camp elétric n interir d fi? tura em Kelvins (Veja a Eq 1931), Qual é a energia elétrica transfrmada em energia térmica em 30 min? Seçã 267 Ptência em Circuits Elétrics Uma diferença de ptencial de 120 V é aplicada a um aquecedr de ambiente cuja resistência de peraçã é 1 n Qual é a taxa de cnversã de energia elétrica em energia térmica? Qual é O cust de 5,0 de us d aquecedr se preç da eletricidade é $0,05/kW h? "35 Um estudante manteve um rádi de 9,0 V, 7,0 W ligad n vlume máxim das 9 às 1 h Qual fi a carga que atravessu rádi? 36 A Fig 2631 a mstra uma barra de material resistiv A resistência pr unidade de cmpriment da barra aumenta n sentid psitiv dei eix x Em qualquer psiçã x a lng da barra, a resistência dr de um element de largura dx é dada pr dr 5,00x dx, nde d? está em hms e x em metrs A Fig 263 fb mstra um destes elements de resistêncià O trech da barra entre x Oe x L é crtad e ligad as terminais de uma bateria cm uma diferença de ptencial V 5,0 V (Fig 2631c) Qual deve ser valr de L para que a ptência dissipada pel trech crtad seja 200 W? 6

4 Crrente iõõ;;;;;;;õiiiiõõiõ O x (m) 1,0 lldx lõ:õ;:;::;c _ :[p (c) e Resistência a) e determinams a crrente i nointerir da circunferência A FÍg 2633b mstra a crrente i em funçã de r2 Mstre que a densidade de crrente é unifrme Determine valr da densidade de crrente Fig 2631 Prblema 6 Prblemas Adicinais O fi C e fi D sã feits de materiais diferentes e têm cmpriments Lc L 1,0 m A resistividade e diâmetr d fi C sã 2,0 X 106 fi me 1,00 mm e a resistividade e diâmetr d fi D sã 1,0 X 106 fi me 0,50 mm Os fis sã unids da frma mstrada na Fig 2632 e submetids a uma crrente de 2,0 A Determine a diferença de ptencial elétric entre s pnts 1 e 2; entre s pnts 2 e 3 Determine a ptência dissipada (c) entre s pnts e 2; (d) entre s pnts 2 e 3 7 ~~ ~2~ 02,2 (mm2) Fig 2633 Prblema Um fi retilíne cm um diâmetr de 1,0 mm cnduz uma crrente de 2,0 A que é prduzida pr um camp elétric unifrme de 5,3 Vim n interir d fi Qual é a resistividade d material d fi? A densidade de crrente em um fi é 2:0 X 106 Alm2, cmpriment d fi é 5,0 m e a densidade de elétrns de cnduçã é 8,9 X 1028 m" Quant temp um elétrn leva (em média) pata atravessar fi de um extrem a utr? 52 Fig 2632 Prblema 7 Na Fig 263, uma bateria cm uma diferença de ptencial V 12 V está ligada a um fi resistiv de resistência R 6,0 fi Quand um elétrn percrre fi de um extrem a utr, em que sentid elétrn se mve? Qual é trabalh realizad pel camp elétric d fisbre elétrn? (c) Qual é a energia transfrmada pel elétrn em energia térmica d fi? O mistéri d chclate em pó Esta história cmeçu n Prblema 5 d Capítul 23 e cntinuu ns Capítuls 2 e 25 O pó de chclate fi transprtad para sil em um can de rai R, cm velcidade v e densidade unifrme de cargas p Determine uma expressã para a crrente i ( flux das cargas el~tricas assciadas a pó) em uma seçã reta d can Calcule valr de i para as cndições da fábrica: rai d can R 5,0 em, velcidade v 2,0 mjs e densidade de cargas p 1,1 X 103 C/m3 Se pó sfresse uma variaçã de ptencial elétric V, sua energia pderia ser transferida para uma centelha a uma taxa P iv (c) Pderia haver esta transferência n interir d can devid à diferen~a de ptencial discutida n Prblema 60 d Capítul 2? Quand pó saiu d can e entru n sil, ptencial elétric d pó mudu, O valr abslut desta variaçã fi pel mens igual à diferença de ptencial radial n interir d can (calculada n Prblema 60 d Capítul 2) (d) Tmand este valr para adiferença de ptencial e usand a crrente calculada n item d presente prblema, determine a taxa cm a qual a energia pde ter sid rransferida d pó para uma centelha quand pó deixu can (e) Se uma centelha crreu n mment em que pó deixu tub e duru 0,20 s (uma estimativa razável), qual fi a energia transferida para a centelha? Lembrese de que, cm vims n Prblema 5 d Capítul 23, é necessária uma transferência de energia de n mínim 150 mj para prvcar uma explsã (f) Onde crreu prvavelmente a explsã: na nuvem de pó da bandeja de descarga (Prblema 50 d Capítnl 25), n interir d can u na entrada d sil? ~5 Um feixe de partículas alfa (q +2e) cm uma energia cinética de 20 MeV crrespnde a uma crrente de 0,25 pa Se feixe incide perpendicularmente em uma superfície plana, quantas partículas alfa atingem a superfície em 3,0 s? Quantas partículas alfa existem em 20 em d feixe? (c) Qual é a diferença de ptencial necessária para acelerar as partículas alta, a partir d repus, para que adquiram uma energia de 20 Me V? 9 O fi A e fi B sã feits d mesm material O fi A tem dbr d diâmetr e metade d cmpriment d fi B e uma resistêncía de 8,0 n Qual é a resistência d fi B? Se s fis têm crrentes iguais, qual é a razã JAJB dás densidades de crrenre? 56 Um resistr cilíndric de 5,0 mm de rai e 2,0 cm de cmpriment é feit de um material cuja resistividade é 3,5 X 105 fi m Determine módul da densidade de crrente; a diferença de ptencial para que a ptência dissipada n resistr seja: 1,OW Um cert fi cilíndric está cnduzind uma crrente Desenhams uma circunferência de rai 1: e centr n eix d fi (Fig Um aquecedr de Nichrme dissipa 500 W quand a diferençade ptencial aplicada é 110 V e a temperatura d fi é 800 C Qual 8 S3 vdn 50 "~ Fig 263 Prblema 53 Um trilh de aç tem uma seçã reta de 56,0 em Qual é a resistência de 10,0 km de trilhs? A resistividade d aç é 3,00 X 107 O m 5

5 156 Capitul Vinte e Seis será a ptência dissipada se a temperatura d fi fr mantida em 200 C pr imersã em um banh de óle? A diferença de ptencial é a mesma ns dis cass e valr de a para Nichrme a 800 C é,0 X 10 K 58 Um aquecedr de 500 W" fi prjetad para funcinar cm uma diferença de ptencial de 115 V Qual será a queda percentual da ptência dissipada se a diferença de ptencial aplicada dirninuir para 110 V? Supnha que a resistência permaneça a mesma Se a variaçã da resistência cm a temperatura fr levada em cnsideraçã, a queda de ptência será mair u menr que valr calculad n item? 2,5 de ptencial de 1,20 V é aplicada a 33,0 m de um fi de cbre calibre 18 (diâmetr: 0,000 plegada) Calcule a crrente; módul da densidade de crrente n interir d fi; (c) módul d camp elétric n interir d fi; (d) a ptência dissipada n fi 61 Uma certa máquina de cachrrquente funcina aplicand uma diferença de ptencial de 120 V às extrernidades de uma salsicha e czinhanda cm a energia térmica prduzida A crrente é 10,0 A e a energia necessária para czinhar uma salsicha é 60,0 kl Se a ptência dissipada permanece a mesma, quant temp é necessári para czinhar três salsichas simultaneamente? 62 Uma barra de alumini de seçã reta quadrada tem 1,3 m de cmpriment e 5,2 mm de lad Qual é a resistência entre as extremidades da barra? Qual deve ser diâmetr de uma barra cilíndrica de cbre cm 1,3 m de cmpriment para que sua resistência seja a mesma que a da barra de alumíni?, de ptencial V é aplicada a um fi de seçã reta A, cmpriment L e resistividade p Estams interessads em mudar a diferença de ptencial aplicada e esticar fi para que a ptência dissipada seja multiplicada pr 30,0 e a crrente seja multiplicada pr,00 Supnd que a densidade d fi nã mude, determine a razã entre nv cmpriment e L; a razã entre a nva seçã reta ea 63 Uma diferença em mviment cnsmem 10 A d pel mtr Supnha que alternadr tem uma eficiência de 80% (a ptência elétrica de saída é 80% da ptência mecânica de entrada) e calcule númer de cavals vapr que mtr precisa frnecer para manter s faróis acess 6 Os faróis de um carr alternadr de 12 V, que é acinad Um dispsitiv de 18,0 W funcina cm uma diferença de ptencial de 9,00 V Qual é a carga que atravessa dispsitiv em,00 h? 1/ / / V i 1/ 59 Uma diferença 60 Uma barra de metal cilíndrica tem 1,60 m de cmpriment e 5,50 mm de diâmetr A resistência entre as duas extrernidades (a 20 C) él,09 X 103 fi Qual é material d fi? Um disc circular, cm 2,00 em de diâmetr e 1,00 mm de espessura, é fabricad cm mesm material, Qual é a resistência entre as faces d disc, supnd que cada face é uma superfície equiptencial?! 2 t (s) Fig 2635 Prblema 69 Uma bbina de fi de Nichrme é imersa em um líquid (Nichrme é uma liga de níquel, crm e ferr muit usada em elements de aqueciment) Quand a diferença de ptencial entre as extrernidades da bbina é 12 V e a crrente na bbina é 5,2 A, líquid evapra à taxa de 21 mg/s, Determine valr de vaprizaçã d líquid (Veja a Seçã 188) 70 Uma crrente é estabelecida em um tub de descarga de gás quand uma diferença de ptencial suficientemente elevada é aplicada a dis eletrds situads n interir d tub O gás se iniza; elétrns se mvem na direçãd eletrd psitiv e íns psitivs mninizads se mvem na direçã d terminal negativ Qual é a crrente em um tub de descarga de hidrgêni n qual 3,1 X 1018 elétrns e 1,1 X 1018 pr6tns atravessam uma seçã r~ta d tub pr segund? O sentid da densidade de crrente J é d eletrd psitiv para eletrd negativ u d eletrd negativ para eletrd psitiv? 71 Um element de aqueciment de 2,0 kw de uma secadra tem 80 em de cmpriment Se 10 em d element sã remvids, qual é a ptência dissipada pel nv element para uma diferença de ptencial de 120 V? 72 Um fi de cbre de 200 m de cmpriment liga s pnts A e B O ptencial elétric d pnt B é 50 V menr que d pnt A Se a resistividade d cbreé 1,7 X 108 fi m, qual é módul da densidade de crrente J n fi? O sentid da densidade de crrente é de A para B u de B para A? 73 Os enrlaments de cbre de um mtr têm uma resistência de 50 fi a 20 C quand mtr está fri Depis de mtr trabalhar durante várias hras, a resistência aumenta para 58 fi Qual é a nva temperatura ds enrlaments? Supnha que as dimensões ds enrlaments nã variam (Use a Tabela 261) Uma diferença de ptencial de 12 V é aplicada a um fi de cbre cm um cmpriment de 5 m e um rai de 2,0 mm Qual é a energia térmica prduzida n fi pela crrente em 0 s? 67 Qual é a energia cnsurnida em 2,00 h pr uma resistência elétrica de 00 fi quand a diferença de ptencial aplicada à resistência éde 90,0 V? 68 Um resistr cm uma diferença de ptencial de 200 V dissipa uma ptência de 3000 W Qual é a resistência d resistr? 69 Na Fig 2635a, um resistr de 20 fi é ligad a uma bateria A Fig 26 35b mstra a energia térmica E, gerada pel resistr em funçã d temp t Qual é a diferença de ptencial entre s terminais da bateria? 75 Nas épcas em que preç d cbre está muit alt, cstumase usar fis de alumíni (As resistividades d cbre e d alumíni aparecem na Tabela 261) Se um fi de cbre tem uma resistência de 33 fi pr quilômetr, qual é diâmetr d fi? Qual é diâmetr de um fi de alumíni cm a mesma resistência pr unidade de cmpriment que este fi de cbre? Um aceleradr linear prduz um feixe pulsad de elétrns A crrente d puls é 50 A e cada puls tem uma duraçã de 0,10 fls Quants elétrns sã acelerads pr puls? Qual é a crrente média para um aceleradr que prduz 500 pulss/s? Se s elétrns sã acelerads até uma energia de 50 MeV, determine (c) a ptência média e (d) a ptência máxima d aceleradr 76 Um cert tub de rais X funcina cm uma crrente de 7,00 ma e uma diferença de ptencial de 80,0 kv Qual é a ptência d tub em watts? 77

6 Crrente e Resistência Quand urna barra de metal é aquecida, nã só a resistência muda, mas também cmpriment e a seçã reta A relaçã R pua sugere que s três fatres devem ser levads em cnta quand medims p em várias temp~raturas Se a temperatura varia de l,o C em urna faixa de temperaturas na qual ceficiente de expansã linear d cbre é 1,7 X 10 5 K, determine a variaçã percentual de R; de L; (c) de A (d) Qual destas três variáveis tem mais influência sbre a variaçã de p? 79 Para que temperatura a resistência de um fi de cbre é dbr da resistência a 20,0 C? (Use 20,0 C crn pnt de referência na Eq 2617; cmpare a respsta cm a Fig 2610) A "temperatura para dbr da resistência" é a mesma para tds 9S fis de cbre, independentemente da frma e d tamanh? 80 Use s dads da Fig 2612c para pltar a resistência d did semicndutr em funçã da diferença de ptencial aplicada 81 Urna lagarta de,0 em de cmpriment rasteja n mesm sentid que a deriva de elétrns em um fi de cbre de 5,2 rnrn de diâmetr que cnduz uma crrente unifrme de 12 A Qual é a diferença de ptencial entre as extremidades da lagarta? A cauda da lagarta é psitiva u negativa em relaçã à cabeça? (c) Quant temp a agarta leva para rastejar 1,0 em cm a mesma velcidade que a velcidade de deriva ds elétrns n fi? (O númer de prtadres de carga pr unidade de vlume é 8,9 X 1()28m ") 82 a Fig 2636, urna bbina resistiva, ligada a uma bateria externa, é clcada n interir de um cilindr termicamente islad que cntém um gás ideal e está equipad cm um pistã sem atrit de massa m 12,0 kg A bbina, que tem urna resistência R 550 n, cnduz uma crrente i 20 ma Cm que velcidade pistã deve se mver para cima para que a temperatura d gás permaneça cnstante? Fig 2636 Prblema Urna junçã pn é frmada pr dis cilíndrics idêntics de 0,165 rnrn de rai, cm mstra a Fig 2637 Quand a junçã é ligada a um circuit, 3,50 X elétrns pr segund atravessam ajunçã d lad n para lad p, enquant 2,25 X buracs pr segund passam d lad p para lad n (Um burac se cmprta crn uma partícula de carga + 1,60 X c) Determine a crrente ttal; módul da densidade de crrente Fig 2637 Prblema 83