ESCOLA ESTADUAL JOÃO XXIII A Escola que a gente quer é a Escola que a gente faz!

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1 ESCOLA ESTADUAL JOÃO XXIII A Escola que a gente quer é a Escola que a gente faz! NATUREZA DA ATIVIDADE: EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO - ELETROSTÁTICA DISCIPLINA: FÍSICA ASSUNTO: CAMPO ELÉTRICO, POTENCIAL ELÉTRICO, ENERGIA POTENCIAL ELÉTRICA, TRABALHO DA FORÇA ELÉTRICA Educando para a Modernidade desde 1967 PROFESSORA: MARILENE MARIA DE CARVALHO ALUNO (A): ELETROSTÁTICA Campo Elétrico, Potencial Elétrico, Energia Potencial Elétrica, Trabalho da Força Elétrica 1) Examine as afirmativas: I Se F é o módulo da força eletrostática que atua sobre uma carga q colocada num certo ponto, o produto F.q representa a intensidade do campo elétrico nesse ponto. II O vetor campo elétrico, em um ponto, tem sempre a mesma direção e o mesmo sentido da força que atua sobre uma carga positiva colocada nesse ponto. III O potencial elétrico é uma grandeza vetorial cuja intensidade obedece à lei do inverso do quadrado das distâncias. IV O potencial elétrico é uma grandeza escalar, e corresponde à energia potencial elétrica adquirida por unidade de carga colocada num ponto de um campo elétrico. É CORRETO afirmar que (A) somente I e II estão corretas. (B) somente II e IV estão corretas. (C) somente I e III estão corretas. (D) todas estão corretas. (E) todas estão erradas. 4) Numa superfície equipotencial de um campo elétrico, necessariamente, (A) a densidade de carga elétrica é sempre constante e diferente de zero. (B) a direção do vetor campo elétrico é sempre constante. (C) o ângulo entre o vetor campo elétrico e a superfície é sempre igual a 90º. (D) uma carga elétrica pontual nunca fica sujeita a forças elétricas. (E) o fluxo de campo elétrico é sempre nulo. 5) Nos campos uniformes, as superfícies equipotenciais são (A) planos perpendiculares às linhas de força. (B) planos paralelos às linhas de força. (C) esféricas (D) cilíndricas. (E) nenhuma das anteriores. 6) Ao se mapear uma região do espaço onde existe um campo elétrico produzido por uma determinada distribuição de carga, encontrou-se o seguinte conjunto de linhas de força: 2) Para proteção de aparelhos contra influências elétricas, as indústrias costumam envolvê-los com uma capa metálica (blindagem eletrostática). Isto porque, no interior da capa metálica, (A) o potencial é nulo. (B) o campo é constante. (C) a força é constante. (D) o campo e o potencial são nulos. (E) o campo e a força são nulos. 3) As linhas de campo de um campo elétrico são (A) perpendiculares às superfícies equipotenciais e dirigidas dos pontos de menor para os de maior (B) perpendiculares às superfícies equipotenciais e dirigidas dos pontos de maior para os de menor (C) inclinadas em relação às superfícies equipotenciais. (D) tangentes às superfícies equipotenciais. (E) necessariamente retilíneas e suas direções nada têm a ver com as superfícies equipotenciais. 6.1) A respeito das intensidades do campo elétrico nos pontos A, B e C, é CORRETO afirmar que (A) EA = EB. (B) EA > EB. (C) EA > EC. (D) EB > EC. (E) EA = EC. 6.2) A respeito dos potenciais V A, V B e V C das equipotenciais que passam pelos pontos A, B e C, é CORRETO afirmar que (A) VA = VB. (B) VA > VC. (C) VC > VB. (D) VB > VA. (E) VC > VA.

2 7) A figura representa um ovoide metálico onde se distinguem as regiões A, B, C e D na superfície e E no interior. O ovoide tem carga elétrica Q em equilíbrio eletrostático, está isolado e muito distante de outras cargas elétricas. Representando os potenciais elétricos das mencionadas regiões, respectivamente, por VA, VB, VC, VD e VE é CORRETO que entre esses potenciais valem as relações 11) A figura representa as linhas de força de um campo elétrico. (A) Observando estas linhas de força, diga se a intensidade do campo em A é maior, menor ou igual à intensidade do campo em B. (B) Imaginando uma carga positiva abandonada entre A e B, diga se o potencial elétrico de A é maior, menor ou igual ao de B. (A) VA > VD > VC > VB > VE. (B) VE > VB > VC > VD > VA. (C) VE = 0 e VA = VB = VC = VD 0. (D) VA = VB = VC = VD = VE 0. (E) VE > VA > VD. 8) Uma carga positiva puntiforme é liberada a partir do repouso em uma região do espaço onde o campo elétrico é uniforme e constante. Se a partícula se move na mesma direção e sentido do campo elétrico, a energia potencial eletrostática do sistema (A) aumenta e a energia cinética da partícula aumenta. (B) diminui e a energia cinética da partícula diminui. (C) e a energia cinética da partícula permanecem constantes. (D) aumenta e a energia cinética da partícula diminui. (E) diminui e a energia cinética da partícula aumenta. 9) Considere um condutor esférico maciço eletrizado e os pontos 1, 2, 3 e 4, indicados no esquema a seguir. Dois desses pontos, em que o potencial eletrostático gerado pelo condutor assume o mesmo valor, são (A) 1 e 2. (B) 1 e 3. (C) 2 e 3. (D) 2 e 4. (E) 3 e 4. 10) Duas cargas elétricas de mesmo módulo e de sinais opostos são colocadas a uma determinada distância. No ponto médio da reta que une as duas cargas, teremos (A) o campo elétrico é nulo e o potencial elétrico não. (B) o campo e o potencial elétricos são nulos. (C) o potencial elétrico é nulo e o campo elétrico não. (D) o potencial elétrico é numericamente duas vezes maior que a intensidade do campo elétrico. (E) o campo e o potencial elétricos não são nulos. 12) Considere a figura, na qual as linhas tracejadas representam superfícies equipotenciais devidas a duas placas eletrizadas com cargas de mesmo módulo e sinais contrários. Um elétron colocado no ponto P (A) permanece em repouso. (B) desloca-se ao longo da linha, para cima. (C) desloca-se ao longo da linha, para baixo. (D) desloca-se perpendicularmente às linhas para direita. (E) desloca-se perpendicularmente às linhas para esquerda. 13) Assinale a afirmação FALSA. (A) Uma carga negativa abandonada em repouso num campo eletrostático fica sujeita uma força que realiza sobre ela um trabalho negativo. (B) Uma carga positiva abandonada em repouso num campo eletrostático fica sujeita uma força que realiza sobre ela um trabalho positivo. (C) Cargas negativas abandonadas em repouso num campo eletrostático dirigem-se para pontos de potencial mais elevado. (D) Cargas positivas abandonadas em repouso num campo eletrostático dirigem-se para pontos de menor (E) O trabalho realizado pelas forças eletrostáticas ao longo de uma curva fechada é nulo. 14) Seja um condutor esférico carregado positivamente, e sejam VA, VB e VC os potenciais nos pontos A, B e C. É CORRETO afirmar que (A) VA > VB > VC. (B) VA < VB < VC. (C) VA > VB = VC. (D) VA = VB > VC. (E) VA < VB = VC.

3 15) Considere as afirmações: I) Percorrendo-se uma linha de força no seu sentido, o potencial elétrico, ao longo de seus pontos, aumenta. II) As linhas de força são paralelas às superfícies equipotenciais. III) Num campo elétrico uniforme, as superfícies equipotenciais são esféricas e concêntricas. 19) Considere a figura. As linhas cheias representam as linhas de força, e as tracejadas as linhas equipotenciais. São CORRETAS (A) I. (B) II. (C) I e II. (D) todas. (E) nenhuma. 16) O potencial elétrico de um ponto (A) é uma grandeza escalar e pode assumir valores positivos, negativos ou mesmo ser nulo. (B) é uma grandeza escalar e pode assumir apenas valores positivos. (C) é uma grandeza vetorial, isto é, tem módulo, direção e sentido. (D) é uma grandeza vetorial relativa. (E) é uma grandeza escalar que tem direção e sentido. (A) Qual é o sinal da carga 1 e o da carga 2? (B) Qual é a diferença de potencial entre A e C? 20) Nas figuras foram representadas duas equipotenciais: uma delas da carga puntiforme Q1 e a outra da carga puntiforme Q2. É CORRETO afirmar que os potenciais resultantes em A e B valem, respectivamente, 17) De acordo com a figura, complete. (A) V e V. (B) V e V. (C) + 50 V e + 50 V. (D) V e V. (E) V e 350 V. (A) A intensidade do campo elétrico na região A é do que na região C, pois possui uma menor densidade de linhas de campo. (B) O potencial elétrico à medida que se percorre a linha de campo no sentido dela. (C) Uma carga negativa colocada nas regiões A ou C sofre uma força para a. (D) Uma carga positiva colocada nas regiões A ou C sofre uma força para a. (E) O potencial elétrico em A é do que o potencial elétrico em C. 21) O gráfico representa o potencial criado por uma esfera condutora eletrizada em função da distância ao seu centro. 18) Considere, na figura, as esferas eletrizadas 3 e 4. Sabendo-se que a constante eletrostática no meio vale 1, N. m².c - ², determinar (A) Qual é o sinal das cargas 3 e 4? (B) Compare os potenciais de M, N e P. (C) Compare os potenciais de S e R. (A) o raio da esfera. (B) a carga elétrica existente na esfera. (C) o potencial quando a distância é 60 cm. (D) a distância para o potencial de 1, V. (E) a distância do centro da carga para o potencial 0, V.

4 22) Considere a figura, onde as linhas tracejadas representam superfícies equipotenciais devidas a duas placas carregadas com cargas de mesmo módulo e sinais contrários. 25) Considere um condutor eletrizado positivamente e em equilíbrio eletrostático. Assinale a CORRETA. (A) Um elétron colocado no ponto P se deslocará espontaneamente para a superfície equipotencial de 8V. (B) Uma carga positiva se deslocará espontaneamente para a superfície equipotencial de 4V. (C) Uma carga negativa se deslocará espontaneamente para a superfície equipotencial de - 8V. (D) Qualquer partícula sempre se desloca no sentido de aumentar sua energia (E) É possível haver deslocamento de carga ao longo de uma equipotencial, pois não existe diferença de 23) Considere a figura, onde as linhas cheias são linhas de força e as pontilhadas são linhas equipotenciais de um campo elétrico criado por duas cargas puntiforme Q1 e Q2. (A) Qual o sinal da carga Q1? E de Q2? (B) Quais pontos possuem o mesmo potencial? (C) Compare os potenciais de A, B e C. (D) Em qual ponto o potencial é nulo? (E) Qual a diferença de potencial entre A e C? 24) O gráfico representa o potencial gerado por uma carga elétrica puntiforme no vácuo, em função da distância aos pontos do campo. Sabendo que K 0 = V.m/C, é CORRETO afirmar que a distância d vale (A) 3,0 m (B) 6,0 m (C) 4,0 m (D) 9,0 m (E) 7,0 m É CORRETO afirmar que (A) O campo elétrico nos pontos A, B, C e D é nulo. (B) Os potenciais elétricos nos pontos A, B, C e D são iguais. (C) A densidade de cargas elétrica é maior em A do que em D. (D) O potencial elétrico em D é maior do que em A. (E) As cargas elétricas em excesso estão em movimento ordenado. 26) Com respeito à eletrodinâmica, analise. I Tomando-se a mesma carga elétrica, isolada de outra qualquer e dos módulos do campo elétrico e do potencial elétrico em um mesmo ponto do espaço, o primeiro sofre uma diminuição mais rápida que o segundo conforme se aumenta a distância até a carga. II Comparativamente, a estrutura matemática do cálculo da força elétrica e da força gravitacional são idênticas. Assim como as cargas elétricas estão para as massas, o campo elétrico está para a aceleração da gravidade. III Uma diferença entre os conceitos de campo elétrico resultante e potencial elétrico resultante é que o primeiro obtém-se vetorialmente, enquanto o segundo é obtido por uma soma aritmética de escalares. É CORRETO o contido em (A) I, apenas. (B) II, apenas. (C) I e III, apenas. (D) II e III, apenas. (E) I, II e III. 27) Entende-se que a diferença de potencial (ddp) entre dois pontos de um campo elétrico corresponde (A) à capacidade de armazenas carga elétrica. (B) à energia consumida por um aparelho elétrico qualquer. (C) ao deslocamento dos elétrons livres entre dois pontos considerados. (D) ao trabalho (energia) realizado pela força elétrica entre dois pontos considerados por unidade de carga. (E) à energia consumida por unidade de tempo.

5 28) O diagrama representa o gráfico do potencial elétrico em função da distância devido à presença de uma carga elétrica no vácuo, Nessas condições, o valor de x é 31) Considere as superfícies equipotenciais a seguir, S1, S2 e S3, com seus respectivos potenciais elétricos indicados, e determine o trabalho realizado pela força elétrica que atua em uma partícula de carga elétrica 2 mc, quando essa partícula se desloca do ponto A ao ponto D, percorrendo a trajetória indicada. (A) 0,36 m (B) 0,40 m (C) 0,44 m (D) 0,48 m (E) 0,60 m 29) No campo elétrico devido a uma carga puntiforme Q são dados os pontos A, B e C situados em esferas concêntricas com centro em Q. Uma carga de prova q, positiva, pode ser deslocada nesse campo. É CORRETO afirmar que o trabalho da força elétrica, quando q é deslocada entre dois desses pontos (A) é maior no percurso AC que no percurso. (B) é positivo no percurso BA. (C) é nulo no percurso AC. (D) é negativo no percurso AB. (E) em qualquer dos percursos depende da trajetória. 32) Duas cargas elétricas de mesmo módulo e de sinais opostos são colocadas a uma determinada distância. No ponto médio da reta que une as duas cargas (A) o campo elétrico é nulo e o potencial elétrico não. (B) o campo e o potencial elétrico são nulos. (C) o potencial elétrico é nulo e o campo elétrico não. (D) o potencial elétrico é numericamente duas vezes maior que a intensidade do campo elétrico. (E) o campo e o potencial elétrico não são nulos. 33) Na figura são indicadas as linhas de força de um campo elétrico uniforme e as superfícies equipotenciais. Calcule o trabalho realizado força elétrica para deslocar uma carga de 2 µc de A até B. Esse movimento é espontâneo ou forçado? Justifique. 30) Ao eletrizarmos uma esfera metálica no vácuo (K0 = N.m²/C 2 ), o potencial elétrico V por ela adquirido, em relação ao infinito, varia em função da distância d ao seu centro, conforme o gráfico: 34) Considere um campo elétrico uniforme de intensidade E = 4,0 V. m -1 e uma carga elétrica puntiforme q = 1,0 µc que será abandonada em A. Determine o trabalho da força elétrica durante o movimento espontâneo da carga até chegar em B. Desta forma, é CORRETO afirmar que nessa esfera existem (A) prótons a mais que o número de elétrons. (B) prótons a mais que o número de elétrons. (C) elétrons a mais que o número de prótons. (D) elétrons a mais que o número de prótons. (B) elétrons a mais que o número de prótons.

6 35) Na figura, as linhas tracejadas representam superfícies equipotenciais de um campo elétrico: as linhas cheias I, II, III, IV e V representam cinco possíveis trajetórias de uma partícula de carga q, positiva, realizadas entre dois pontos dessas superfícies, por um agente externo que realiza trabalho mínimo. 39) Na configuração a seguir estão representadas as linhas de força e as superfícies equipotenciais de um campo elétrico uniforme de intensidade 2.10² V/m. A trajetória em que esse trabalho é maior, em módulo, é (A) I (B) II (C) III (D) IV (E) V 36) Na figura estão representadas algumas linhas equipotenciais de um campo eletrostático. Represente o vetor campo elétrico resultante nos pontos A e B. Considere as afirmativas: I A separação d entre as superfícies equipotenciais vale 0,2 m. II O trabalho realizado pela força elétrica para deslocar uma carga q = 6 µc de A para C vale J. III O trabalho realizado pela força elétrica para deslocar uma carga q = 6 µc de A para B é maior do que o trabalho realizado de A para C. IV O trabalho realizado pela força elétrica para deslocar qualquer carga elétrica de D para A é nulo. V A energia potencial elétrica de uma carga localizada no ponto C é maior do que a da mesma carga localizada no ponto B. São CORRETAS 37) A figura representa as linhas equipotenciais no campo gerado por duas cargas elétricas puntiformes de mesmo valor absoluto e sinais opostos. Qual é a ddp entre os pontos A e B e entre B e C? (A) I, II, III e IV. (B) I, II e IV. (C) II, IV e V. (D) I, II, III e V. (E) III e V. 38) Considere os pontos A, B e C de um campo elétrico uniforme de intensidade E = 10 3 N/C. Calcule a ddp entre os pontos (A) A e B. (B) A e C. (C) B e C

7 RESPOSTAS 1) B 2) E 3) B 4) C 5) A 6) 6.1) D 6.2) B 7) D 8) E 9) E 10) C 11) (A) menor. (B) menor. 12) E 13) A 14) D 15) E 16) A 17) A) menor B) diminui C) esquerda D) direita E) maior 18) (A) Ambas são positivas. (B) V M = V N = V P. (C) V S > V R. 19) (A) a carga 1 é positiva e a carga 2 é negativa. (B) 10V 20) D 21) A) 30 cm B) 6 µc C) N/C D) 60 cm E) 120 cm 22) A 23) A) Q 1 é positiva e Q 2 é negativa. B) M, N, A e P. C) V A> V B> V C. D) B E) 120 V. 24) B 25) B 26) E 27) D 28) D 29) C 30) D 31) 0,24 J 32) C (igual à 10) 33) 3, J, espontâneo 34) J 35) E 36) 37) V AB = 10 V e V BC = - 5 V 38) V AC = 0 e V AB = V BC = 2.10² V 39) B