FÍSICA - 2 o ANO MÓDULO 13 ELETROSTÁTICA: CAMPO ELÉTRICO UNIFORME

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1 FÍSICA - 2 o ANO MÓDULO 13 ELETROSTÁTICA: CAMPO ELÉTRICO UNIFORME

2

3 A F B E V A V B d

4 P 2 { 1,0 cm + 10 cm P 1 { 1,0 cm

5 Fixação 1) Em uma certa região do espaço, existe um campo elétrico uniforme de intensidade 3, N/C. Uma carga elétrica puntiforme de 1, C, colocada nessa região, sofrerá a ação de uma força de que intensidade?

6 Fixação F 2) No campo elétrico ao lado, de intensidade 200N/C, abandona-se, no ponto A, uma carga de 3 4μC. Determine o trabalho realizado pela força elétrica durante o deslocamento até o ponto B. E A q + F B 0,20 m

7 ixação ) Ainda com relação à questão anterior, qual a diferença de potencial entre os pontos A e B?

8 Fixação F a a b c d e 4) Ainda com relação à questão 02, considerando a massa da partícula igual a quatro milésimos 5 de grama, com que velocidade ela chega ao ponto B? s

9 ixação ) (UFF) Entre duas placas metálicas, planas e paralelas, separadas como mostra a figura, estabelecerame um campo elétrico uniforme de intensidade E e uma diferença de potencial. E Se for duplicada a diferença de potencial e triplicada a distância entre as placas, podemos firmar que o campo elétrico passará a ter intensidade: ) 2E/3 ) 3E/2 ) 9E/4 ) E ) 4E/9

10 Fixação F 6) (UERJ) Uma partícula com uma quantidade de carga elétrica igual a 1, C penetra 7 num campo elétrico uniforme de intensidade igual a 1, N/C. O módulo da força que age sobre a partícula é, em newtons: a) 1, d) 1, b) 1, e) 1, c) 1,

11 ixação ) A figura mostra linhas de força e equipotenciais de um campo elétrico uniforme: A B x 7,0 cm E 400 V 200 V 100 V Com os dados fornecidos, determine a distância x entre as equipotenciais A e B.

12 1) (CESGRANRIO) Feixes de nêutrons, prótons e elétrons penetram com a mesma velocidade inicial numa região do espaço (sombreada na figura) onde existe um campo elétrico uniforme cuja direção é indicada. As trajetórias são representadas na figura. Podemos afirmar que as trajetórias correspondem, respectivamente, a: a) X prótons X Y Y nêutrons Z Z elétrons b) X nêutrons Y prótons Z elétrons c) X prótons Y elétrons Z nêutrons d) X elétrons Y prótons Z nêutrons e) X elétrons Y nêutrons Z prótons direção do campo uniforme

13 2) Uma carga pontual positiva é lançada com velocidade no campo representado pelas linhas de força a seguir. A V 0 B a) De A para B a velocidade da carga aumenta, diminui ou permanece constante? Justifique. b) A aceleração da carga é maior em A ou em B? Justifique. c) De A para B suponha que se conheça os valores do campo elétrico (E), da carga (q) e da massa (m) da partícula, determine o módulo da aceleração que a carga irá adquirir.

14 < < < < 3) (UFRJ) Entre duas placas planas, condutoras e paralelas, carregadas com cargas de módulos iguais mas de sinais contrários, há um campo elétrico uniforme. Um próton e uma partícula penetram na região entre as placas, equidistantes delas, com a mesma velocidade paralela às placas, como mostram as figuras a seguir. d/2 d/2 < < < próton V 0 d/2 d/2 < < < partícula α V 0 Lembre-se de que a partícula é o núcleo do átomo de hélio (He), constituída, portanto, por 2 prótons e 2 nêutrons. Despreze os efeitos de borda. a) Calcule a razão a p / a α entre os módulos das acelerações adquiridas pelo próton ( a p ) e pela partícula α (a p ). b) Calcule a razão t p /t α entre os intervalos de tempo gastos pelo próton (t p ) e pela partícula (t α ) até colidirem com a placa negativa.

15 4) Uma partícula com massa de 5, g e carga elétrica de +8, C é lançada num campo elétrico uniforme de intensidade 5,0 N/C. Qual a aceleração que esse campo impõe à partícula?

16 5) Considere g = 10 m/s 2 e um campo elétrico vertical ascendente de intensidade V/m. Nessa região, uma partícula de carga igual a 2nC a massa de 0,5 grama é lançada verticalmente para cima com velocidade de 16m/s. Calcule a altura máxima atingida pela partícula.

17 6) Uma partícula de massa m e carga positiva Q parte do repouso, sob a ação exclusiva de uma força eletrostática constante. A partícula atinge uma velocidade de intensidade v após percorrer uma distância d. O vetor campo elétrico associado à força eletrostática tem intensidade dada por: a) m. v2 Q.d b) 2m. v2 Q.d c) m. v 2 2Q.d d) m. v2 4Q.d e) Q. v 2 2m.d

18 7) Um campo elétrico é dito uniforme quando uma carga de prova, nele colocada, fica sujeita a uma força cuja intensidade é: a) nula; b) constante, não nula; c) variável; d) inversamente proporcional ao quadrado da distância da carga de prova às cargas que criam o campo; e) diretamente proporcional à distância da carga de prova às cargas que criam o campo.

19 N/C, é abandonada, no ponto A, uma carga q de C e massa de kg, conforme 8) Em um campo elétrico uniforme, de intensidade indica a figura. + + q A 20 cm B Supondo-se desprezível a ação gravitacional, qual a velocidade da carga, ao passar pelo ponto B?

20 9) Uma bolinha B, carregada positivamente, está suspensa por um fio isolante que forma um ângulo de 30 com a vertical, quando imersa num campo elétrico uniforme e horizontal, conforme indicado na figura. 30º E + B Sejam F a força que o campo elétrico exerce sobre B, P o peso de B e T a força exercida pelo fio sobre B: a) Reproduza a figura da bolinha indicando as forças F, P e T. b) Sendo P = 0,03 N, qual o valor de F? c) Sendo de 5,0μC a carga da bolinha, qual a intensidade de E?

21 b) 10) Na figura estão representadas duas placas metálicas e paralelas, carregadas eletricamente conforme indicado. e P Q c) O R + As densidades elétricas das duas placas têm módulos iguais. No centro das placas existem pequenos orifícios P e Q, através dos quais é lançado um elétron (e) em trajetória retilínea (R) com velocidade escalar v. Dentre os gráficos seguintes, o que melhor representa o módulo de v em função da distância (d) percorrida pelo elétron, medida a partir do ponto O, é: d) a) e)

22 11) Na figura abaixo estão representadas algumas linhas de força e superfícies equipotenciais de um campo elétrico uniforme. 40 V 10 V A C 5 cm 15 cm a) Determine o potencial do ponto C; b) Determine, em J, o trabalho da força elétrica que atua em uma partícula de carga 6 μc, no deslocamento de A até C.

23 12) (UERJ) Uma partícula carregada penetra em um campo elétrico uniforme existente entre duas placas planas e paralelas A e B. A figura a seguir mostra a trajetória curvilínea descrita pela partícula. A > > B A opção que aponta a causa correta desta trajetória é: a) a partícula tem carga negativa e a placa A tem carga positiva; b) a partícula tem carga positiva e a placa A tem carga negativa; c) a partícula tem carga negativa e a placa B tem carga positiva; d) a partícula tem carga positiva e a placa B tem carga negativa.

24 13) Entre duas placas planas horizontais, eletrizadas com cargas iguais, mas de sinais opostos, existe um campo elétrico uniforme de intensidade 4, N/C. Uma partícula eletrizada com + 5,0 μc, ao ser colocada entre as placas, permanece em repouso. Determine a massa da partícula. Dado: g = 10 m/s 2

25 14) (UERJ) Duas cargas pontuais -q e +Q estão dispostas como ilustra a figura. -q +Q Se Q > q, o vetor campo elétrico produzido por essas cargas se anula em um ponto situado: a) à direita da carga positiva; b) à esquerda da carga negativa; c) entre as duas cargas e mais próximo da carga positiva; d) entre as duas cargas e mais próximo da carga negativa.

26 15) O campo elétrico de uma carga puntiforme em repouso tem, nos pontos A e B, as direções e sentidos indicados pelas flechas na figura a seguir. O módulo do campo elétrico no ponto B vale 24V/m. B A P O módulo do campo elétrico no ponto P da figura vale, em volt por metro: a) 3 b) 4 c) 3 d) 6 e) 12

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