Potencial Elétrico. JUSTIFIQUE sua resposta. A) 3 K0qQ B) 3 K0qQ/10 C) 21 K0qQ D) 21 K0qQ/100

Transcrição

1 QUESTÃO 1 Uma partícula de carga elétrica puntiforme q = 1,0 ηc é abandonada num ponto de um campo elétrico uniforme de intensidade E = 2,0 N/C. Após se movimentar espontaneamente sobre uma linha de força, sofrendo um deslocamento d = 4,0 cm, essa partícula adquiriu uma energia cinética de: A) 80J B) 8,0J C) 8, J D) 8, J E) 8, J (Observação: essa questão está na lista 2, resolvida utilizando cinemática, você deve resolvê-la utilizando Potencial Elétrico) QUESTÃO 2 Uma carga elétrica puntiforme q foi deslocada, de A para B, no interior do campo elétrico uniforme da figura. No primeiro deslocamento, ela seguiu a trajetória 1, sobre a linha de força. No segundo deslocamento, ela seguiu a trajetória 2 e, no terceiro, a trajetória 3. Com relação ao trabalho da força elétrica sobre essa partícula, podemos afirmar que: A) foi menor no primeiro deslocamento. B) foi maior no segundo deslocamento. C) os valores da trajetória 1, da trajetória 2 e da trajetória 3 estão em ordem crescente. D) os valores da trajetória 3, da trajetória 2 e da trajetória 1 estão em ordem crescente E) em qualquer uma das trajetórias, o trabalho foi sempre o mesmo, pois o campo elétrico é conservativo. A) 3 K0qQ B) 3 K0qQ/10 C) 21 K0qQ D) 21 K0qQ/100 QUESTÃO 5 (UFMG) Para testar as novidades que lhe foram ensinadas em uma aula de Ciências, Rafael faz algumas experiências, a seguir descritas. Inicialmente, ele esfrega um pente de plástico em um pedaço de flanela e pendura-o em um fio isolante. Observa, então, que uma bolinha de isopor pendurada próxima ao pente é atraída por ele, como mostrado na Figura I. A) EXPLIQUE por que, nesse caso, a bolinha de isopor é atraída pelo pente. B) Em seguida, enquanto o pente ainda está eletricamente carregado, Rafael envolve a bolinha de isopor com uma gaiola metálica, como mostrado na Figura II, e observa o que acontece. RESPONDA: A bolinha de isopor continua sendo atraída pelo pente? JUSTIFIQUE sua resposta. QUESTÃO 3 Em relação à questão anterior, qual a relação entre a força elétrica exercida sobre a carga elétrica nas três trajetórias? C) Para concluir, Rafael envolve o pente, que continua eletricamente carregado, com a gaiola metálica, como mostrado na Figura III e, novamente, observa o que acontece. RESPONDA: Nessa situação, a bolinha de isopor é atraída pelo pente? JUSTIFIQUE sua resposta. QUESTÃO 4 Transporta-se Lentamente, do ponto A ao ponto B, uma carga de prova pontual q no campo elétrico de uma carga elétrica Q, segundo a trajetória mostrada na figura. O trabalho realizado, no transporte da carga q, é Salinha de Física - Professor Adson Filizzola Página 1

2 QUESTÃO 6 Uma partícula com carga elétrica move-se com velocidade v e penetra em uma região onde existe um campo elétrico representado na figura por suas linhas equipotenciais. Ao entrar nesse campo, a partícula seguirá a trajetória A) 1 se for elétron. B) 2 se for elétron. C) 3 se for elétron. D) 1 se for próton. E) 3 se for próton. QUESTÃO 7 A figura abaixo representa um campo elétrico uniforme, horizontal para a direita, de 600 V/m. Sendo a distância entre os pontos A e B, de 40 cm, qual será a diferença de potencial VAB, entre os pontos A e B? QUESTÃO 8 É dado um campo elétrico uniforme, visto na figura abaixo. Em relação aos pontos A, B, C, D e E e seus respectivos potenciais, pode-se afirmar: A) VE > VA B) VA - VB = 0 C) VD > VA > VB D) VB > VA > VD E) (VA - VE) > (VA - VB) QUESTÃO 10 (UFMS) Um dipolo elétrico é constituído por uma carga positiva e uma negativa (veja a figura). O ponto 1 está eqüidistante das cargas, os pontos 2 e 3 estão eqüidistantes da carga positiva e o ponto 4 à mesma distância que o ponto 1 está da carga positiva. Qual(is) da(s) afirmação(ões) a seguir é(são) correta(s)? (01) O trabalho para um agente externo trazer uma carga de prova do infinito até o ponto 1 é nulo. (02) O trabalho para um agente externo trazer uma carga de prova do infinito até o ponto 2 é maior que para trazer a carga de prova do infinito até o ponto 3. (04) O campo elétrico no ponto 1 é nulo. (08) O potencial elétrico no ponto 3 é igual ao potencial elétrico no ponto 2. (16) O trabalho para um agente externo trazer a carga do ponto 4 para o ponto 3 é igual ao trabalho para trazer a carga do ponto 2 ao ponto 1. Qual a soma das opções corretas? QUESTÃO 11 Duas pequenas esferas metálicas, A e B, geram potenciais eletrostáticos constantes, respectivamente, positivo e negativo. As linhas cheias do gráfico representam as superfícies equipotenciais esféricas geradas por A, de forma análoga, as linhas tracejadas representam as superfícies equipotenciais geradas por B. Os valores dos potenciais elétricos dessas superfícies estão indicados no gráfico. A partir da figura fornecida, responda: A) Qual a diferença de potencial entre os pontos P e S da figura? B) Qual o trabalho necessário para levar uma carga elétrica de +6C, do ponto P para o ponto S? QUESTÃO 9 Duas esferas de raios R1 e R2, com R1 > R2, são postas em contato mediante a chave C, conforme a figura. Supondo que a esfera maior esteja carregada negativamente e a menor neutra, pode-se afirmar que A) haverá passagem de cargas elétricas da esfera de raio R1 para a de raio R2 até que ambas apresentem a mesma carga. B) a esfera de raio R2 se carregará positivamente, enquanto a esfera de raio R1 se descarrega. C) a esfera de raio R2 terá maior carga do que a esfera de raio R1 quando for atingido o equilíbrio eletrostático. D) haverá passagem de cargas elétricas da esfera de raio R1 para a de raio R2 até que ambas apresentem o mesmo potencial elétrico. E) o potencial da esfera de raio R1 será maior do que o potencial da esfera de raio R2 quando for atingido o equilíbrio eletrostático. Salinha de Física - Professor Adson Filizzola Página 2

3 QUESTÃO 12 O trabalho para mover uma carga elétrica depende da mudança de potencial a que essa carga é submetida, e ao valor da carga a ser transportada. Ao transportar uma carga elétrica de +2C do ponto A para o ponto B, em uma região onde atuam superfícies equipotenciais, geradas por duas cargas elétricas, como mostra a figura, um agente externo exercerá um trabalho de: A) - 12 Joules B) + 24 Joules C) + 12 Joules D) - 30 Joules E) + 48 Joules QUESTÃO 13 (UNIFESP) 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. A trajetória em que esse trabalho é maior, em módulo, é: A) I. B) II C) III D) IV E) V QUESTÃO 14 CEFET/MG - Um elétron desloca-se entre os pontos A e B, segundo as trajetórias 1, 2 e 3, representadas na figura abaixo, ao ser colocado em uma região onde existe um campo elétrico uniforme, dirigido da esquerda para direita. Os trabalhos W1, W2 e W3, realizados pela força elétrica ao longo dos percursos 1, 2 e 3, estão relacionados por A)W1 = W2 = W3. B)W1 = W2 < W3. C)W1 > W2 = W3. D)W1 < W2 < W3. E)W1 > W2 > W3. QUESTÃO 15 CEFET/MG - A figura abaixo mostra uma casca esférica oca condutora e descarregada com um orifício na parte superior por onde se introduz, sem tocar na borda, uma pequena esfera maciça eletrizada suspensa por um fio isolante. Após a introdução, a esfera toca a superfície interna da casca e, então, é retirada. Com base no experimento descrito, pode-se afirmar que: I. O campo elétrico no interior da casca deixa de ser nulo, após receber a carga da esfera. II. O potencial elétrico no interior da casca modifica-se, durante a transferência de carga entre os objetos. III. A carga cedida pela esfera à casca é a mesma que seria transferida, no caso de a esfera tocá-la pelo lado de fora. Pode-se concluir que A) todas as afirmativas são falsas. B) somente a afirmativa III é falsa. C) somente a afirmativa II é verdadeira. D) todas as afirmativas são verdadeiras. E) somente as afirmativas I e III são verdadeiras. QUESTÃO 16 CEFET/MG - A figura abaixo mostra alguns pontos de uma região do espaço onde existe um campo elétrico e os respectivos valores dos seus potenciais elétricos. O campo elétrico na região delimitada. A) circular e no sentido horário. B) uniforme e vertical para baixo. C) radial e aponta de fora para o centro. D) uniforme e horizontal para a esquerda. E) perpendicular ao plano, saindo do papel. QUESTÃO 17 A figura a seguir mostra três linhas equipotenciais em torno de uma carga positiva que pode ser considerada puntiforme (as dimensões da carga são muito menores que as distâncias consideradas no problema). O trabalho realizado por uma força externa ao deslocar, com velocidade constante, a carga de prova de 1,0x10-6 C de A até C através do caminho indicado ABC, em joules, é: A) -5,0x10-6 B) -3,0x10-6 C) -2,0x10-6 D) 1,0x10-6 E) 2,0x10-6 Salinha de Física - Professor Adson Filizzola Página 3

4 QUESTÃO 18 A condução de impulsos nervosos através do corpo humano é baseada na sucessiva polarização e despolarização das membranas das células nervosas. Nesse processo, a tensão elétrica entre as superfícies interna e externa da membrana de um neurônio pode variar de -70mV (chamado de potencial de repouso, situação na qual não há passagem de íons através da membrana) até +30mV (chamado de potencial de ação, em cuja situação há passagem de íons). A espessura média de uma membrana deste tipo é da ordem de 1,0 x10-7 m. Com essas informações, pode-se estimar que os módulos do campo elétrico através das membranas dos neurônios, quando não estão conduzindo impulsos nervosos e quando a condução é máxima, são, respectivamente, em Newton/Coulomb, A) 7,0 x10 5 e 3,0 x10 5 B) 7,0 x10-9 e 3,0 x10-9 C) 3,0 x10 5 e 7,0 x10 5 D) 3,0 x10 8 e 7,0 x10 8 E) 7,0 x10-6 e 3,0 x10-6 QUESTÃO 19 (IFSP) Na figura a seguir, são representadas as linhas de força em uma região de um campo elétrico. A partir dos pontos A, B, C, e D situados nesse campo, são feitas as seguintes afirmações: I. A intensidade do vetor campo elétrico no ponto B é maior que no ponto C. II. O potencial elétrico no ponto D é menor que no ponto C. III. Uma partícula carregada negativamente, abandonada no ponto B, se movimenta espontaneamente para regiões de menor potencial elétrico. IV. A energia potencial elétrica de uma partícula positiva diminui quando se movimenta de B para A. É correto o que se afirma apenas em A) I. B) I e IV. C) II e III. D) II e IV. E) I, II e III. QUESTÃO 20 (UERJ) Em um laboratório, um pesquisador colocou uma esfera eletricamente carregada em uma câmara na qual foi feito vácuo. O potencial e o módulo do campo elétrico medidos a certa distância dessa esfera valem, respectivamente, 600 V e 200 V/m. Determine o valor da carga elétrica da esfera. (considere: k = 9 x10 9 N.m 2 /C 2 ). QUESTÃO 21 (UFPE) Duas cargas elétricas puntiformes, de mesmo módulo Q e sinais opostos, são fixadas à distância de 3,0 cm entre si. Determine o potencial elétrico no ponto A, em volts, considerando que o potencial no ponto B é 60 volts. QUESTÃO 22 (UFRGS) Uma carga de C está uniformemente distribuída sobre a superfície terrestre. Considerando-se que o potencial elétrico criado por essa carga é nulo a uma distância infinita, qual será aproximadamente o valor desse potencial elétrico sobre a superfície da Lua? (Dados: DTerra-Lua 3, m, k = Nm 2 /C 2.) A) - 2, V. B) - 0, V. C) - 2, V. D) - 0, V. E) - 9, V. QUESTÃO 23 Uma partícula de massa 1 g, eletrizada com carga elétrica positiva de 40 µc, é abandonada do repouso no ponto A de um campo elétrico uniforme, no qual o potencial elétrico é 300 V. Essa partícula adquire movimento e se choca em B, com um anteparo rígido. Sabendo-se que o potencial elétrico do ponto B é de 100 V, a velocidade dessa partícula ao se chocar com o obstáculo é de A) 4 m/s B) 5 m/s C) 6 m/s D) 7 m/s E) 8 m/s QUESTÃO 24 (VUNESP) Duas cargas puntiformes de mesmo módulo, + Q e Q, estão fixas numa região do espaço, longe de qualquer outra influência elétrica. As linhas contínuas da figura representam linhas de força do campo elétrico gerado por elas, e as tracejadas representam linhas equipotenciais desse campo. Sabendo-se que B é o ponto médio do segmento que une as cargas, pode-se afirmar corretamente que A) uma carga elétrica positiva abandonada em B permanece em repouso. B) o potencial elétrico do ponto A tem sinal negativo. C) a diferença de potencial entre os pontos B e C tem valor positivo. D) o campo elétrico resultante criado pelas cargas no ponto D tem módulo nulo. E) uma carga positiva abandonada em D dirige-se a B em movimento uniforme. Salinha de Física - Professor Adson Filizzola Página 4

5 QUESTÃO 25 (UFLA) Na figura abaixo, estão representadas duas superfícies equipotenciais S1 e S2 de um campo elétrico uniforme e os respectivos valores dos potenciais. O trabalho da força elétrica, ao transportar uma carga de 1,0 coulomb do ponto A até o ponto B e depois até o ponto C, é: A) 10 J B) 30 J C) zero D) 0,5 J E) 30 J. QUESTÃO 26 Duas esferas condutoras de iguais dimensões, A e B, estão eletricamente carregadas como indica a figura, sendo unidas por um condutor no qual há uma chave C inicialmente aberta. Quando a chave é fechada, passam elétrons: A) de A para B e a nova carga de A é +2C B) de A para B, e a nova carga de B é 1 C C) de B para A, e a nova carga de A é +1 C D) de B para A, e a nova carga de B é 1C E) de B para A, e a nova carga de A é +2C QUESTÃO 27 (UEL) Considere o campo elétrico gerado por uma carga elétrica puntiforme +q1, localizada no centro de um círculo de raio R. Uma outra carga elétrica puntiforme q2 é levada da posição A para B, de B para C, de C para D e, finalmente, de D para A, conforme mostra a figura abaixo. Sobre isso, considere as afirmativas. I. O trabalho é menor na trajetória BC que na trajetória DA; II. O trabalho na trajetória AB é positivo se a carga q2 for positiva; III. O trabalho na trajetória AB é igual ao trabalho no trajeto BC + CD + DA; IV. O trabalho na trajetória AB + BC + CD + DA é nulo. Sobre as afirmativas acima, assinale a alternativa correta. A) Apenas as afirmativas I e IV são verdadeiras. B) Apenas as afirmativas I, II e IV são verdadeiras. C) Apenas as afirmativas II e III são verdadeiras. D) Apenas as afirmativas II, III e IV são verdadeiras. E) Apenas as afirmativas III e IV são verdadeiras. QUESTÃO 28 FAMERP - A figura mostra esquematicamente um tubo de raios catódicos, no qual os elétrons são emitidos pelo cátodo e lançados no sentido da tela pelos eletrodos aceleradores. Suponha que um elétron, cuja massa e módulo da carga elétrica valem, respectivamente, 9,1 x kg e 1,6 x C, penetre entre os eletrodos aceleradores com velocidade desprezível e saia com velocidade de 4,0 x 10 7 m/s. Nessa situação, é correto afirmar que a diferença de potencial, em volts, entre os eletrodos aceleradores é, em valor absoluto, próxima de A) 5,7 x B) 6,4 x C) 1,5 x D) 1,8 x E) 4,6 x QUESTÃO29 (UFPR) Um próton movimenta-se em linha reta paralelamente às linhas de força de um campo elétrico uniforme, conforme mostrado na figura. Partindo do repouso no ponto 1 e somente sob ação da força elétrica, ele percorre uma distância de 0,6 m e passa pelo ponto 2. Entre os pontos 1 e 2 há uma diferença de potencial V igual a 32 V. Considerando a massa do próton igual a 1,6 x10-27 kg e sua carga igual a 1,6 x10-19 C, assinale a alternativa que apresenta corretamente a velocidade do próton ao passar pelo ponto 2. A) 2,0 x 10 4 m/s. B) 4,0 x 10 4 m/s. C) 8,0 x 10 4 m/s. D) 1,6 x 10 4 m/s. E) 3,2 x 10 4 m/s. QUESTÃO 30 (UNESP) Uma esfera condutora descarregada (potencial elétrico nulo), de raio R1 = 5,0 cm, isolada, encontra-se distante de outra esfera condutora, de raio R2 = 10,0 cm, carregada com carga elétrica Q = 3,0 µc (potencial elétrico não nulo), também isolada. Em seguida, liga-se uma esfera à outra, por meio de um fio condutor longo, até que se estabeleça o equilíbrio eletrostático entre elas. Nesse processo, a carga elétrica total é conservada e o potencial elétrico em cada condutor esférico isolado descrito pela equação abaixo, onde k é a constante de Coulomb, q é a sua carga elétrica e r o seu raio. Supondo que nenhuma carga elétrica se acumule no fio condutor, determine a carga elétrica final em cada uma das esferas. E 1 2 Salinha de Física - Professor Adson Filizzola Página 5