Lista de exercícios -2ª fase UFPR Eletricidade Paulo Roberto

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1 Lista de exercícios -2ª fase UFPR Eletricidade Paulo Roberto 1. (Ufsc 2014) Na imagem abaixo, observa-se o novo sistema de iluminação das pontes Gov. Colombo Machado Salles e Gov. Pedro Ivo Campos, que dão acesso à Ilha de Santa Catarina. Foram investidos um milhão e seiscentos mil reais para a instalação de 210 luminárias LED (Diodo Emissor de Luz), com potência unitária de 130 W, em postes decorativos em forma de arco, que substituíram o antigo sistema de lâmpadas vapor de sódio. Na tabela abaixo, alguns dados sobre o sistema de iluminação com lâmpadas LED são apresentados. (O valor de 1 kwh é R$ 0,30) Temperatura de cor (temperatura em que a cor da luz emitida por um corpo negro aquecido é igual à cor da luz emitida por uma lâmpada) Índice de reprodução de cores (IRC) (o IRC é estabelecido entre 0 e 100, comparando-se a propriedade de reprodução de cor da lâmpada à luz natural (do sol), cujo IRC é 100; portanto, quanto maior for a diferença na aparência de cor do objeto iluminado em relação ao padrão, menor é seu IRC) Redução no consumo de 4000 K (luz branca neutra) Maior 70 50% que energia elétrica Vida útil das lâmpadas Maior que 10 anos Assinale a(s) proposição (ões) CORRETA(S). 01)Lâmpadas incandescentes possuem temperatura de cor menor que 4000 K. 02)Um objeto possui cor definida, independentemente da luz que incida sobre ele. 04)Uma lâmpada LED possui potência de 130 W e outra, incandescente, possui potência de 200 W. Esta informação permite afirmar que o IRC da lâmpada incandescente é maior que o da lâmpada LED. 08)As lâmpadas incandescentes tradicionais possuem alta eficiência, pois convertem cerca de 90% da energia elétrica em energia luminosa. 16)O processo de emissão de luz em uma lâmpada fluorescente é explicado pela teoria de Planck para radiação do corpo negro. 32)Considerando que a única vantagem do sistema de iluminação LED seja a redução do consumo de energia, o valor investido será recuperado em mais de 20 anos. 2. (Ufsc 2014) A figura 1 mostra um caminhão-tanque que pode ser utilizado no transporte de

2 combustível das refinarias para os postos de combustível. 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 transferência 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. 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 módulo 270 C. O valor do campo elétrico e do potencial elétrico a 200,0 m do tanque vale, aproximadamente e 4 respectivamente, 1,21 10 N / C e 60,75 V. μ 08)O aterramento do tanque visa fazer com que o caminhãotanque 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 caminhãotanque 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. 3 (Ufsc 2014) 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.

3 instantes 0,0 s e 6,0 s é de 0,5 A. Com base no enunciado e nas duas figuras abaixo, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 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 magnético 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 19 2,5 10 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 T. 64)A intensidade média da corrente elétrica no fio condutor entre os 4. (Uepg 2013) Corpos eletrizados ocorrem naturalmente no nosso cotidiano. Um exemplo desse fenômeno acontece quando, em dias muito secos, ao tocar-se em um automóvel sentem-se pequenos choques elétricos. Tais choques são atribuídos ao fato de estarem os automóveis eletricamente carregados. Sobre a natureza dos corpos (eletrizados ou neutros), assinale o que for correto. 01)Somente quando há desequilíbrio entre o número de prótons e elétrons é que a matéria manifesta suas propriedades elétricas. 02)Um corpo eletricamente neutro é aquele que não tem cargas elétricas. 04)Se um corpo tem cargas elétricas, ele pode ou não estar eletrizado. 08)Ao serem atritados, dois corpos eletricamente neutros, de materiais diferentes, tornam-se eletrizados com cargas de mesmo sinal, devido ao princípio de conservação das cargas elétricas. 5. (Uepg 2013) Sobre fenômenos relacionados ao campo magnético e à indução eletromagnética, assinale o que for correto. 01)Sempre que uma espira fechada é atravessada por um fluxo magnético variável surge na espira uma corrente elétrica induzida. 02)O polo sul geográfico terrestre corresponde ao polo sul magnético terrestre. 04)Todos os ímãs apresentam dois polos magnéticos, entretanto podem existir polos magnéticos isolados na natureza.

4 08)O movimento de cargas elétricas origina campos magnéticos. 6. (Uepg 2011) Considere quatro esferas metálicas idênticas e isoladas uma da outra. Três esferas (a,b,c) estão, inicialmente, descarregadas e a quarta esfera (d) está eletrizada com carga igual a Q. A seguir a esfera d é posta sucessivamente em contato com as esferas a, b e c. No final todas as esferas estão eletrizadas. Sobre as cargas adquiridas pelas esferas, ao final do processo, assinale o que for correto. 01)As quatro esferas estarão igualmente eletrizadas. 02)A esfera a estará eletrizada com carga igual a Q/2. 04)As esferas c e d estarão eletrizadas com cargas iguais a Q/8. 08)As esferas a, b e c estarão eletrizadas com cargas iguais a Q/3. 16)A esfera b estará eletrizada com carga igual a Q/4. 7. (Ufsc 2011) Considere o circuito abaixo. 01)A corrente no circuito é 2,0 A. 02)O potencial elétrico no ponto D é menor do que no ponto C. 04)A potência fornecida ao circuito externo pela fonte de 15 V é 14 W. 08)A potência dissipada no resistor de 4Ω é de 16 W. 16)A diferença de potencial entre os pontos A e B V V é 6 V. 8. (Uepg 2011) Considere o esquema do circuito elétrico a seguir, composto por resistores e geradores de valores iguais e uma chave, onde, os geradores são representados por E e os resistores por R. Nesse contexto, assinale o que for correto, no que se refere a sua esquematização. 01)A ddp no circuito é igual à ddp de cada gerador integrante da associação. 02)A intensidade de corrente que atravessa a chave E F é igual à soma das intensidades de corrente gerada pela associação de geradores 04)A intensidade de corrente em qualquer ramo do circuito tem o mesmo valor (constante). 08)O resistor equivalente é igual a REq= 2 R (Uepg 2011) Cargas elétricas em movimento originam campo magnético. Quando uma carga elétrica encontra-se em movimento, em um campo magnético, há uma interação entre esse campo e o campo originado pela carga. Essa interação é manifestada por uma força que age na carga elétrica, a qual é denominada força magnética. B A

5 Sobre força magnética, assinale o que for correto. 01)O sentido da força magnética depende do sinal da carga em movimento. 02)A direção da força magnética, sobre uma carga em movimento, é perpendicular ao plano formado pelo vetor velocidade da carga e pelo vetor indução magnética. 04)Quando uma carga elétrica é lançada perpendicularmente em direção de um campo magnético uniforme, a carga descreverá uma trajetória circular. 08)A força magnética sobre uma carga elétrica movendo-se, em uma direção paralela à direção do campo magnético uniforme, é nula. 16)Entre dois condutores retos e extensos, percorridos por correntes elétricas, a força magnética entre eles será repulsiva se as correntes tiverem o mesmo sentido. 10. (Ufsc 2011) Com base nos tópicos de Física Moderna, assinale a(s) proposição(ões) correta(s). 01)Corpo negro ideal é todo corpo capaz de absorver toda a radiação que nele incide. Quando um corpo negro é aquecido, ele é uma fonte ideal de radiação térmica. 02)O efeito fotoelétrico só ocorre se a frequência da luz incidente sobre o metal for superior a um valor mínimo fmin e a emissão de cargas elétricas deste material independe da intensidade da radiação incidente. 04)A Teoria da Relatividade Especial, proposta por Einstein, está baseada em dois postulados, sendo que um deles é enunciado da seguinte forma: As leis da Física são as mesmas em todos os referenciais inerciais. Ou seja, não existe nenhum sistema de referência inercial preferencial. 08)A apresentação do trabalho do físico Maxwell sobre a quantização da energia é considerada hoje como o marco oficial da fundação da Física Moderna. 16)A Teoria da Relatividade Restrita tem como consequência a contração espacial e a dilatação temporal. 32)O fenômeno da radiação do corpo negro é explicado pela Física Clássica e pela Moderna como sendo uma distribuição contínua de energia de um sistema. 64)O comportamento dualístico de uma onda-partícula é descrito e aceito pela Física Clássica, sendo mais aprofundado e explicado pela Física Quântica. 11.(ENEM-2005) Podemos estimar o consumo de energia elétrica de uma casa considerando as principais fontes desse consumo. Pense na situação em que apenas os aparelhos que constam da tabela abaixo fossem utilizados diariamente da mesma forma. Tabela: A tabela fornece a potência e o tempo efetivo de uso diário de cada aparelho doméstico. Supondo que o mês tenha 30 dias e que o custo de 1KWh é de R$0,40, o consumo de energia elétrica mensal dessa casa, é de aproximadamente

6 a) R$135. b) R$165. c) R$190. d) R$210. e) R$ (ENEM-2007) As figuras acima apresentam dados referentes aos consumos de energia elétrica e de água relativos a cinco máquinas industriais de lavar roupa comercializadas no Brasil. e)a máquina que mais consome energia elétrica não é a que consome mais água. 13. Duas lâmpadas iguais, de 12 V cada uma, estão ligadas a uma bateria de 12 V, como mostra a figura a seguir.estando o interruptor C aberto, as lâmpadas acendem com intensidades iguais. Ao fechar o interruptor C observaremos que: a) A apaga e B brilha mais intensamente. b) A apaga e B mantém o brilho. c) A apaga e B apaga. d) B apaga e A brilha mais intensamente. e) B apaga e A mantém o brilho. A máquina ideal, quanto a rendimento econômico e ambiental, é aquela que gasta, simultaneamente, menos energia e água. Com base nessas informações, conclui-se que, no conjunto pesquisado, a)quanto mais uma máquina de lavar roupa economiza água, mais ela consome energia elétrica. b)a quantidade de energia elétrica consumida por uma máquina de lavar roupa é inversamente proporcional à quantidade de água consumida por ela. c)a máquina I é ideal, de acordo com a definição apresentada. d)a máquina que menos consome energia elétrica não é a que consome menos água. 14.Seis pilhas iguais, cada uma com diferença de potencial V, estão ligadas a um aparelho, com resistência elétrica R, na forma esquematizada na figura. Nessas condições, acorrente medida pelo amperímetro A, colocado na posição indicada, e igual a: a) V/R b) 2V/R c) 2V/3R d) 3V/R e) 6V/R

7 15.Uma estudante quer utilizar uma lâmpada (dessas de lanterna de pilhas) e dispõe de uma bateria de 12 V. A especificação da lâmpada indica que a tensão de operação e 4,5 V e a potencia elétrica utilizada durante a operação e de 2,25 W.Para que a lâmpada possa ser ligada a bateria de 12 V, será preciso colocar uma resistência elétrica, em serie, de aproximadamente: a) 0,5 Ω b) 4,5 Ω c) 9,0 Ω d) 12 Ω e) 15 Ω 16.Um jovem casal instalou em sua casa uma ducha elétrica moderna de watts/220 volts. No entanto, os jovens verificaram, desiludidos, que toda vez que ligavam a ducha na potencia máxima, desarmava-se o disjuntor (o que equivale a queimar o fusível de antigamente) e a fantástica ducha deixava de aquecer. Pretendiam ate recolocar no lugar o velho chuveiro de3.300 watts / 220 volts, que nunca falhou. Felizmente, um amigo físico, naturalmente - os socorreu. Substituiu velho disjuntor por outro, de maneira que a ducha funcionasse normalmente. A partir desses dados, assinale a única alternativa que descreve corretamente a possível troca efetuada pelo amigo. a) Substituiu o velho disjuntor de 20 30amperes. b) Substituiu o velho disjuntor de 20 40amperes. c) Substituiu o velho disjuntor de 10 40amperes. d) Substituiu o velho disjuntor de 30 20amperes. e) Substituiu o velho disjuntor de 40 20amperes. 17.Assinale a alternativa que indica um dispositivo ou componente que só pode funcionar com corrente elétrica alternada ou, em outras palavras, que e inútil quando percorrido por corrente continua. a) Lâmpada incandescente. b) Fusível. c) Eletroímã. d) Resistor. e) Transformador. 18. Meu chuveiro, instalado em 220 V e dissipando 2,2kW, teve sua resistência queimada. Encontrando apenas outra resistência de mesma potencia nominal, mas para 110 V, resolvi instalá-la (mesmo correndo outros riscos). Para isso devo verificar se o fusível suporta no MINIMO a) 10 A b) 40 A c) 25 A d) 2,0 A e) 400 A 9. O manual de funcionamento de um captador de guitarra elétrica apresenta o seguinte texto: Esse captador comum consiste de uma bobina, fios condutores enrolados em torno de um imã permanente. O campo magnético do imã induz o ordenamento dos pólos magnéticos na corda da guitarra, que está próxima a ele. Assim,

8 quando a corda é tocada, as oscilações produzem variações, com o mesmo padrão, no fluxo magnético que atravessa a bobina. Isso induz uma corrente elétrica na bobina, que é transmitida até o amplificador e, daí, para o altofalante. magnético uniforme perpendicular ao plano. Quando acionado o botão, a barra sairá da posição do equilíbrio a uma velocidade média de 5m/s e atingirá a catraca em 6milisegundos, abrindo a porta. Um guitarrista trocou as cordas originais de sua guitarra, que eram feitas de aço, por outras feitas de náilon. Com o uso dessas cordas, o amplificador ligado ao instrumento não emitia mais som, porque a corda de náilon: a) isola a passagem de corrente elétrica da bobina para o altofalante. b) varia seu comprimento mais intensamente do que ocorre com o aço. c) apresenta uma magnetização desprezível sob a ação do imã permanente. d) induz correntes elétricas na bobina mais intensas que a capacidade do captador. e) oscila com uma frequência menor do que a que pode ser percebida pelo captador. 20.Desenvolve-se um dispositivo para abrir automaticamente uma porta no qual um botão, quando acionado, faz com que uma corrente elétrica i = 6A percorra uma barra condutora de comprimento L = 5cm, cujo ponto médio está preso a uma mola de constante elástica k = 5 x 10 2 N/cm. O sistema mola-condutor está imerso em um campo A intensidade do campo magnético, para que o dispositivo funcione corretamente, é de Gabarito: a)5 x 10 1 T. b)5 x 10 2 T. c)5 x 10 1 T. d)2 x 10 2 T. e)2 x 10 0 T. 1: = 33. 2: = 24. 3: = 42. 4: = 05. 5: = 09. 6: = 22

9 7: = 20. 8: = 11 9: = 15 10: = E 12. D 13. A 14. B 15. E 16. B 17. E 18. B 19. C 20. A