FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL II PROF JOÃO RODRIGO ESCALARI ESQ. - EXERCÍCIOS DE FÍSICA II GERADORES E LEI DE POULIETT

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1 FÍSIC GERL E EXPERIMENTL II PROF JOÃO RODRIGO ESCLRI ESQ. - EXERCÍCIOS DE FÍSIC II GERDORES E LEI DE POULIETT figura representa um trecho de um circuito percorrido por uma corrente com intensidade de 4,0. resistência elétrica do resistor equivalente da associação acima, entre os pontos e B, é: a) 2R b) R c) R/2 d) R/3 e) R/4 2. diferença de potencial entre os pontos e B, do circuito abaixo, é igual a 10 V. Determine: a) a diferença de potencial entre os pontos e B (V - V B ). b) diferença de potencial entre os pontos C e B (V C - V B ). 5. resistência entre os pontos e B do resistor equivalente à associação mostrada na figura a seguir tem valor, em Ω, igual a corrente que passa pelo resistor de 6Ω é: a) 2 b) 3 c) 1 d) 0,4 3. figura (ver imagem 1) representa a maneira como dois resistores R 1 e R 2 foram ligados. a) 95. b) 85. c) 55. d) 35. e) lguns resistores de resistência R são associados segundo as configurações I, II, III e IV, conforme as figuras. Deseja-se acrescentar ao circuito um terceiro resistor R 3 de forma que a resistência equivalente entre os pontos e C do novo circuito se torne igual a 2,0 Ω. Entre as opções de circuitos apresentados (ver imagem 2), identifique aquela que atenderá ao objetivo proposto. Sejam R I, R II, R III e R IV, respectivamente, as resistências equivalentes, entre os pontos a e b, relativas às configurações I, II, III e IV. Pode-se afirmar, corretamente, que R I + R II + R III + R IV é aproximadamente igual a: a) 17R b) 13R c) 6R d) 3R 7. s figuras abaixo representam circuitos elétricos simples, em que R indica resistores idênticos, amperímetros ideais e i 1, i 2 e i 3 os valores das leituras das intensidades de corrente nos respectivos amperímetros.

2 10. Dispondo de vários resistores iguais, de resistência elétrica 1,0Ω cada, deseja-se obter uma associação cuja resistência equivalente seja 1,5Ω. São feitas as associações: Quando os três circuitos são submetidos a uma mesma diferença de potencial elétrico, entre os pontos P e Q, a relação entre i 1, i 2 e i 3 é: a) i 1 = i 2 = i 3 b) i 1 = 2 i 2 = i 3 /2 c) i 1 /2= i 2 = i 3 d) i 1 = i 2 = i 3 /2 e) i 1 = i 2 /2 = i 3 8. s instalações elétricas em nossass casas são projetadas de forma que os aparelhos sejam sempre conectados em paralelo. Dessa maneira, cada aparelho opera de forma independente. figura mostra três resistores conectados em paralelo. condição é satisfeita somente a) na associação I. b) na associação II. c) na associação III. d) nas associações I e II. e) nas associações I e III. 11. Dois resistores, um com resistência R e outro com resistência 2R, e uma pilha de 1,5 volts e resistência interna desprezível são montados como mostra a figura. Desprezando-se as resistências dos fios valor da corrente em cada resistor é: a) I 1 = 3, I 2 = 6 e I 3 = 9. b) I 1 = 6, I 2 = 3 e I 3 = 2. c) I 1 = 6, I2 = 6 e I 3 = 6. d) I 1 = 9, I2 = 6 e I 3 = 3. e) I 1 = 15, I2 = 12 e I 3 = 9. de ligação, o Pede-se a) o valor de R, supondo que a corrente que passa pela pilha é igual a 0,1. b) a diferença de potencial V B entre e B. 9. Considere um circuito formado por 4 resistores iguais, interligados por fios perfeitamentee condutores. Cada resistor tem resistência R e ocupa uma das arestas de um cubo, como mostra a figura a seguir. plicando entre os pontos e B uma diferença de potencial V, a corrente que circulará entre e B valerá: 12. Duas baterias têm mesma força eletromotriz (ε 1 = ε 2 ) e resistências internas respectivamente iguais a r 1 e r 2. Elas são ligadas em série a um resistor externo de resistência R. O valor de R que tornará nula a diferença de potencial entre os terminais da primeira bateria será igual a: a) 4V/R. b) 2V/R. c) V/R. d) V/2R. e) V/4R. a) r 1 + r 2 b) r 1 - r 2 c) r 2 - r 1

3 d) r 1 + r 2 /2 e) r 1 - r 2 /2 13. No circuito a seguir, a corrente que passa pelo amperímetro ideal tem intensidade 2. Invertendo a polaridade do gerador de f.e.m. ε 2, a corrente do amperímetro mantém o seu sentido e passa a ter intensidade 1. f.e.m. ε 2 vale: Varia-se a resistência R, e as correspondentes indicações do amperímetro e do voltímetro são usadas para construir o seguinte gráfico de voltagem (V) versus intensidade de corrente (I). a) 10 V b) 8 V c) 6 V d) 4 V e) 2 V 14. No circuito abaixo observa-se que, quando a chave C está aberta, o voltímetro indica 4,5 V. Ligando-se a chave, o amperímetro indica 4,0 e o voltímetro passa a indicar 4,2 V. partir destas medidas e considerando que o voltímetro e o amperímetro são equipamentos ideais, determine a resistência interna da bateria, em miliohms (10-3 Ω). Usando as informações do gráfico, calcule: a) o valor da resistência interna da bateria; b) a indicação do amperímetro quando a resistência R tem o valor 1,7Ω. 17. Uma bateria de automóvel pode ser representada por uma fonte de tensão ideal U em série com uma resistência r. O motor de arranque, com resistência R, é acionado através da chave de contato C, conforme mostra a figura. ε r C V 15. Seis pilhas iguais, cada uma com diferença de potencial V, estão ligadas a um aparelho, com resistência elétrica R, na forma esquematizada na figura. Foram feitas as seguintes medidas no voltímetro e no amperímetro ideais: a) Calcule o valor da diferença de potencial U. b) Calcule r e R. Nessas condições, a corrente medida pelo amperímetro, colocado na posição indicada, é igual a a) V/ R b) 2V/ R c) 2V/ 3R d) 3V/ R e) 6V/ R 18. Uma bateria foi ligada a um resistor X de resistência ajustável, como indicado na figura. Para diferentes valores da resistência, os valores medidos para a diferença de potencial V B, entre os pontos e B, e para a corrente i no circuito, são indicados no gráfico abaixo. Determine o valor da resistência interna r da bateria, em Ω. 16. Uma bateria comercial de 1,5V é utilizada no circuito esquematizado abaixo, no qual o amperímetro e o voltímetro são considerados ideais.

4 VB(V) ε r B 6,0 4,0 2,0 X 0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 i() Qual o valor da força eletromotriz da bateria? 19. No circuito esquematizado abaixo, o amperímetro indica indica 400m. O voltímetro V, também indica, indica, em V, a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) figura a seguir mostra o circuito elétrico simplificado de um automóvel, composto por uma bateria de 12V e duas lâmpadas L 1 e L 2 cujas resistências são de 6,0 Ω cada. Completam o circuito uma chave liga-desliga (C) e um fusível de proteção (F). curva tempo corrente do fusível também é apresentada na figura a seguir. través desta curva pode-se determinar o tempo necessário para o fusível derreter e desligar o circuito em função da corrente que passa por ele. a) Calcule a corrente fornecida pela bateria com a chave aberta. b) Determine por quanto tempo o circuito irá funcionar a partir do momento em que a chave é fechada. c) Determine o mínimo valor da resistência de uma lâmpada a ser colocada no lugar de L de forma que o circuito possa operar indefinidamente sem que o fusível de proteção derreta. 21. figura representa uma bateria, de força eletromotriz E e resistência interna r = 5,0 Ω, ligada a um solenóide de 200 espiras. Sabe-se que o amperímetro marca 200 m e o voltímetro marca 8,0 V, ambos supostos ideais. 22. lgumas residências recebem três fios da rede de energia elétrica, sendo dois fios correspondentes às fases e o terceiro ao neutro. Os equipamentos existentes nas residências são projetados para serem ligados entre uma fase e o neutro (por exemplo, uma lâmpada) ou entre duas fases (por exemplo, um chuveiro). Considere o circuito abaixo que representa, de forma muito simplificada, uma instalação elétrica residencial. s fases são representadas por fontes de tensão em corrente contínua e os equipamentos, representados por resistências. pesar de simplificado, o circuito pode dar uma idéia das conseqüências de uma eventual ruptura do fio neutro. Considere que todos os equipamentos estejam ligados ao mesmo tempo. a) Calcule a corrente que circula pelo chuveiro. b) Qual é o consumo de energia elétrica da residência em kwh durante quinze minutos? c) Considerando que os equipamentos se queimam quando operam com uma potência 10% acima da nominal, determine quais serão os equipamentos queimados caso o fio neutro se rompa no ponto. 23. s características de uma pilha, do tipo PX, estão apresentadas no quadro a seguir, tal como fornecidas pelo fabricante. Três dessas pilhas foram colocadas para operar, em série, em uma lanterna que possui uma lâmpada L, com resistência constante R L = 3,0 Ω. Por engano, uma das pilhas foi colocada invertida, como representado abaixo: Determine: a) corrente I, em ampères, que passa pela lâmpada, com a pilha 2 invertida, como na figura. b) potência P, em watts, dissipada pela lâmpada, com a pilha 2 invertida, como na figura.

5 c) razão F = P/P 0, entre a potência P dissipada pela lâmpada, com a pilha 2 invertida, e a potência P 0, que seria dissipada, se todas as pilhas estivessem posicionadas corretamente. 24. Considere o circuito abaixo. firma-se que: I. O amperímetro ideal registra 2. II. O potencial no ponto P é 10 V. III. potência dissipada no resistor de 4 Ω é 4 W. São verdadeiras a) apenas I e II. b) apenas I e III. c) apenas II e III. d) I, II e III. 25. Considere o circuito mostrado na figura abaixo. ssinale a alternativa que contém, respectivamente, os valores da resistência R e da diferença de potencial entre os pontos a e b, sabendo que a potência dissipada no resistor de 5 Ω é igual a 45 W. a) 1 Ω e 5 V b) 5 Ω e 15 V c) 10Ωe 15 V d) 10Ω e 30 V e) 15Ω e 45 V 26. Considere o circuito representado esquematicamente na figura a seguir. O amperímetro ideal indica a passagem de uma corrente de 0,50. Os valores das resistências dos resistores R 1 e R 2 e das forças eletromotrizes E 1 e E 2 dos geradores ideais estão indicados na figura. O valor do resistor R 2 não é conhecido. Determine: a) O valor da diferença de potencial entre os pontos C e D. b) potência fornecida pelo gerador E 1. GBRITO 1. lternativa: B 2. lternativa: C 3. lternativa: B 4. a) V - V B = 20V b) V C - V B = -4V 5. lternativa: D 6. lternativa: C 7. lternativa: B 8. lternativa: B 9. lternativa: 10. lternativa: E 11. a) R = 5 Ω b) U = 0,5 V 12. lternativa: B 13. lternativa: 14. r = 0,075 Ω 15. lternativa: B 16. a) Quando a corrente é nula a resistência externa é infinita e a voltagem é exatamente igual à fem ε, ou seja, ε = 1,5V. Quando a corrente no circuito é 1,0 a queda no potencial é 1,2V. Usando a equação ε - V = r i I, obtemos a resistência 1,5 1,2 r i = = 0, 30Ω interna: 1,0. b) Visto que V = RI, podemos escrever a equação acima na forma ε = (R + r i )I. corrente é, então, 1,5 I = = 0,75 1,7 + 0, a) U = 12V b) R = 0,1 Ω e r = 0,02 Ω 18. r = 5 Ω 19. lternativa: D 20. a) i = 2 b) t = 1 s c) R 2 = 12 Ω 21. E = 9 V 22. i = 20 E = 1,25 kwh Somente o ventilador 23. a) I = 0,30 b) P = 0,27 W c) F = P/P 0 = 1/9 0, lternativa: D 25. lternativa: C 26. a) U = 5 V b) P f = 12 W

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