LISTA DE EXERCÍCIOS 1ª SÉRIE FÍSICA PROF. CÍCERO 4º BIM

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1 LISTA DE EXERCÍCIOS 1ª SÉRIE FÍSICA PROF. CÍCERO 4º BIM 1. (Ufjf-pism 3) Em uma aula de Física, o professor apresenta para seus alunos três lâmpadas com as seguintes especificações: L 1 : 20 W 120 V, L 2 : 40 W 120 V e L 3 :15 W 120 V. Em seguida faz duas ligações com as lâmpadas, montando os circuitos A e B, como mostram as figuras abaixo. Com base nas informações, responda as seguintes questões: a) Calcule a resistência equivalente de cada circuito. b) Qual lâmpada terá o maior brilho em cada circuito? Justifique sua resposta. c) Alimentando os circuitos com V 120 V, qual a corrente em cada um dos circuitos no caso de a lâmpada L 1 se queimar? Justifique sua resposta. 2. (Fuvest) Telas sensíveis ao toque são utilizadas em diversos dispositivos. Certos tipos de tela são constituídos, essencialmente, por duas camadas de material resistivo, separadas por espaçadores isolantes. Uma leve pressão com o dedo, em algum ponto da tela, coloca as placas em contato nesse ponto, alterando o circuito elétrico do dispositivo. As figuras mostram um esquema elétrico do circuito equivalente à tela e uma ilustração da mesma. Um toque na tela corresponde ao fechamento de uma das chaves C, n alterando a resistência equivalente do circuito. A bateria fornece uma tensão V 6 V e cada resistor tem 0,5 kω de resistência. Determine, para a situação em que apenas a chave C 2 está fechada, o valor da

2 a) resistência equivalente R E do circuito; b) tensão V AB entre os pontos A e B; c) corrente i através da chave fechada C; 2 d) potência P dissipada no circuito. Note e adote: Ignore a resistência interna da bateria e dos fios de ligação. 3. (Ufpr) Quatro resistores, cada um deles com valor R, estão conectados por meio de fios condutores ideais, segundo o circuito representado na figura abaixo. O circuito é alimentado por um gerador ideal que fornece uma tensão elétrica constante. Inicialmente, o circuito foi analisado segundo a situação 1 e, posteriormente, os pontos A e B foram interligados por meio de um fio condutor, de acordo com a situação 2. Com base nessas informações, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas: ( ) A intensidade de corrente elétrica no gerador é a mesma para as duas situações representadas. ( ) Ao se conectar o fio condutor entre os pontos A e B, a resistência elétrica do circuito diminui. ( ) Na situação 2, a intensidade de corrente elétrica no gerador aumentará, em relação à situação 1. ( ) A diferença de potencial elétrico entre os pontos A e B, na situação 1, é maior que zero. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo. a) F V V F. b) F V F V. c) V F V F. d) V F F F. e) V V V V. 4. (Acafe) Um professor de Física elaborou quatro circuitos, utilizando pilhas idênticas e ideais e lâmpadas idênticas e ideais, conforme a figura.

3 Considere a tensão de cada pilha V e a resistência de cada lâmpada R. Depois, fez algumas afirmações sobre os circuitos. Analise-as. I. A corrente elétrica total que percorre o circuito 1 é de mesma intensidade que a corrente elétrica total que percorre o circuito 4. II. A corrente elétrica total que percorre o circuito 3 é de mesma intensidade que a corrente elétrica total que percorre o circuito 4. III. A corrente elétrica que atravessa uma das lâmpadas do circuito 3 tem o triplo da intensidade da corrente elétrica que atravessa uma lâmpada do circuito 2. IV. A tensão sobre uma das lâmpadas do circuito 1 é maior que a tensão sobre uma das lâmpadas do circuito 4. Todas as afirmativas estão corretas em: a) II III b) I II c) I II III d) II III IV 5. (Uerj) Durante uma aula de eletricidade, um professor analisou um circuito elétrico composto por uma bateria, de tensão constante U igual a 12 V, e quatro resistores idênticos R de 10, conforme indicado no esquema. Determine, em ampères, a corrente elétrica que se estabelece na bateria. 6. (Unisc) Os seguintes circuitos elétricos têm as mesmas resistências valendo cada uma R. Afirma-se que os circuitos que tem entre os pontos a e b a menor e a maior resistência equivalente são, respectivamente, os seguintes circuitos: a) (I) e (II) b) (III) e (IV) c) (IV) e (III) d) (III) e (II) e) (II) e (IV) 7. (Ufrgs) A diferença de potencial entre os pontos (i) e (ii) do circuito abaixo é V.

4 a) b) c) d) e) Considerando que todos os cinco resistores têm resistência elétrica R, a potência total por eles dissipada é 2 2V R. 2 V 2 V (2R). (5R) V R. 2 2 V (4R ). 8. (G1 - ifsul) A imagem abaixo ilustra a associação de resistores em um circuito misto. Considerando que todos os resistores possuem a mesma resistência elétrica R, a resistência equivalente da associação é igual a a) R b) 4R c) 3R 5 d) 4R 3 TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Considere o campo gravitacional uniforme. 9. (Pucrs) Na figura abaixo, estão representadas quatro lâmpadas idênticas associadas por fios condutores ideais a uma bateria ideal B. Uma chave interruptora C e três amperímetros ideais também fazem parte do circuito. Na figura, a chave interruptora está inicialmente fechada, e os amperímetros A 1, A 2 e A 3 medem intensidades de correntes elétricas, respectivamente, iguais a i 1, i 2 e i. 3 Quando a chave interruptora C é aberta, as leituras indicadas por A 1, A 2 e A 3 passam a ser, respectivamente, a) menor que i, 1 menor que i 2 e igual a i. 3 b) menor que i, 1 igual a i 2 e igual a i. 3 c) igual a i, 1 maior que i 2 e maior que i. 3 d) igual a i, 1 igual a i 2 e menor que i. 3 e) maior que i, 1 maior que i 2 e maior que i. 3

5 10. (Mackenzie) A figura acima representa um circuito elétrico constituído de uma fonte de tensão contínua de 100 V alimentando quatro resistores. Pode-se afirmar que a tensão elétrica nas extremidades do resistor de resistência elétrica 30 Ω vale a) 20 V b) 30 V c) 40 V d) 50 V e) 100 V 11. (Imed) O circuito elétrico representado abaixo é composto por fios e bateria ideais: a) 5 Ω. b) 6 Ω. c) 7 Ω. d) 8 Ω. e) 9 Ω. Com base nas informações, qual o valor da resistência R indicada? 12. (Fuvest) O arranjo experimental representado na figura é formado por uma fonte de tensão F, um amperímetro A, um voltímetro V, três resistores, R 1, R 2 e R 3, de resistências iguais, e fios de ligação. Quando o amperímetro mede uma corrente de 2 A, e o voltímetro, uma tensão de 6 V, a potência dissipada em R 2 é igual a

6 Note e adote: - A resistência interna do voltímetro é muito maior que a dos resistores (voltímetro ideal). - As resistências dos fios de ligação devem ser ignoradas. a) 4W b) 6W c) 12 W d) 18 W e) 24 W 13. (Espcex (Aman)) No circuito elétrico desenhado abaixo, todos os resistores ôhmicos são iguais e têm resistência R 1,0. Ele é alimentado por uma fonte ideal de tensão contínua de E 5,0 V. A diferença de potencial entre os pontos A e B é de: a) 1,0 V b) 2,0 V c) 2,5 V d) 3,0 V e) 3,3 V 14. (Ita) Considere superpostas três barras idênticas de grafite com resistividade ρ 1,0 10 m, 15 cm de comprimento e seção quadrada com 2,0 cm de lado. Inicialmente as três barras têm as suas extremidades em contato com a chapa ligada ao contato A. Em seguida, a barra do meio desliza sem atrito com velocidade constante v 1,0 cm s, movimentando igualmente o contato B, conforme a figura. Obtenha a expressão da resistência R medida entre A e B como função do tempo e esboce o seu gráfico. 15. (Ufpa) A figura a seguir representa o esquema das resistências elétricas de um certo aparelho, no qual o valor de cada resistência está indicado. 4

7 Sabendo-se que a corrente elétrica, na resistência R2 3 é de i 2 1 A, pode-se afirmar que a A potência elétrica dissipada no resistor R, 1 em Watts, é de a) 20. b) 30. c) 40. d) 50. e) (Unisc) Analisando os circuitos abaixo podemos afirmar que os circuitos elétricos idênticos entre os contatos a e b são a) (V), (II) e (IV). b) (IV), (I) e (III). c) (III), (V) e (II). d) (II), (IV) e (I). e) (I), (III) e (V). 17. (G1 - ifsc) Na figura abaixo, são apresentados três circuitos com resistores de 1,0 Ω cada e bateria de 3,0 V. Com base nos seus conhecimentos sobre associação de resistores, assinale a proposição CORRETA. a) O resistor equivalente do circuito I é 1,5, Ω no circuito II é 3,0 Ω e no circuito III é 0,33. Ω b) O circuito I apresenta uma associação mista, enquanto o circuito II apresenta uma associação em série e o circuito III apresenta uma associação em paralelo. c) O circuito I apresenta uma associação em série, enquanto o circuito II apresenta uma associação em paralelo e o circuito III apresenta uma associação mista.

8 d) Os três circuitos, por possuírem os mesmos resistores e a mesma d.d.p., dissipam a mesma potência. e) O circuito I apresenta uma associação mista, enquanto o circuito II apresenta uma associação em paralelo e o circuito III apresenta uma associação em série. 18. (Enem) Por apresentar significativa resistividade elétrica, o grafite pode ser utilizado para simular resistores elétricos em circuitos desenhados no papel, com o uso de lápis e lapiseiras. Dependendo da espessura e do comprimento das linhas desenhadas, é possível determinar a resistência elétrica de cada traçado produzido. No esquema foram utilizados três tipos de lápis diferentes (2H, HB e 6B) para efetuar três traçados distintos. Munida dessas informações, um estudante pegou uma folha de papel e fez o desenho de um sorvete de casquinha utilizando-se desses traçados. Os valores encontrados nesse experimento, para as resistências elétricas (R), medidas com o auxílio de um ohmímetro ligado nas extremidades das resistências, são mostrados na figura. Verificou-se que os resistores obedeciam a Lei de Ohm. Na sequência, conectou o ohmímetro nos terminais A e B do desenho e, em seguida, conectou-o nos terminais R B e C, AB anotando as leituras R AB e R BC, respectivamente. Ao estabelecer a razão qual resultado o RBC estudante obteve? a) 1 b) 4 7 c) d) e) (Acafe) Um forno elétrico é construído de forma a aquecer um corpo colocado em seu centro de forma mais uniforme. É composto de 12 resistores iguais de 60Ω dispostos em forma de cubo, como na figura a seguir.

9 A intensidade de corrente elétrica, em amperes, que passa pelo circuito quando aplicada uma DDP de 220V entre os pontos A e B é: a) 2,2 b) 18,33 c) 4,4 d) 12,0 20. (Pucrs) O circuito alimentado com uma diferença de potencial de 12 V, representado na figura a seguir, mostra quatro lâmpadas associadas, cada uma com a inscrição 12 V / 15 W. Considerando essa associação entre as lâmpadas, é correto afirmar que a) a intensidade da corrente elétrica é diferente nas lâmpadas 1 e 2. b) a diferença de potencial é diferente nas lâmpadas 1 e 2. c) a intensidade de corrente elétrica na lâmpada 2 é maior do que na 3. d) cada uma das lâmpadas 1 e 2 está sujeita à diferença de potencial de 6,0 V. e) cada uma das lâmpadas 3 e 4 está sujeita à diferença de potencial de 12 V. 21. (Pucrj) No circuito abaixo, a corrente que passa pelo trecho AB vale 1,0 A. O valor da resistência R é, em ohms: a) 30 b) 10 c) 20 d) 12 e) (Unisc) Qual desses circuitos elétricos consome a menor energia, sabendo que entre os pontos a e b de cada circuito é aplicada a mesma tensão e que todas as resistências são iguais? a) b)

10 c) e) d) 23. (Fuvest) Dispõe se de várias lâmpadas incandescentes de diferentes potências, projetadas para serem utilizadas em 110 V de tensão. Elas foram acopladas, como nas figuras I, II e III abaixo, e ligadas em 220 V. Em quais desses circuitos, as lâmpadas funcionarão como se estivessem individualmente ligadas a uma fonte de tensão de 110 V? a) Somente em I. b) Somente em II. c) Somente em III. d) Em I e III. e) Em II e III. 24. (G1 - ifsul) Quatro resistores, todos de mesma Resistência Elétrica R, são associados entre os pontos A e B de um circuito elétrico, conforme a configuração indicada na figura.

11 A resistência elétrica equivalente entre os pontos A e B é igual a a) R 4 b) 3R 4 c) 4R 3 d) 4R 25. (Unifesp) Para compor sua decoração de Natal, um comerciante decide construir uma estrela para pendurar na fachada de sua loja. Para isso, utilizará um material que, quando percorrido por corrente elétrica, brilhe emitindo luz colorida. Ele tem à sua disposição barras de diferentes cores desse material, cada uma com resistência elétrica constante R 20 Ω. Utilizando dez dessas barras, ele montou uma estrela e conectou os pontos A e B a um gerador ideal de força eletromotriz constante e igual a 120 V. Considerando desprezíveis as resistências elétricas dos fios utilizados e das conexões feitas, calcule: a) a resistência equivalente, em ohms, da estrela. b) a potência elétrica, em watts, dissipada em conjunto pelas pontas de cores laranja (CAD), azul (DEF) e vermelha (FBG) da estrela, quando ela se encontrar acesa. 26. (G1 - col. naval) Considere que um determinado estudante, utilizando resistores disponíveis no laboratório de sua escola, montou os circuitos apresentados abaixo: Querendo fazer algumas medidas elétricas, usou um voltímetro (V) para medir a tensão e um amperímetro (A) para medir a intensidade da corrente elétrica. Considerando todos os elementos envolvidos como sendo ideais, os valores medidos pelo voltímetro (situação 1) e pelo amperímetro (situação 2) foram, respectivamente: a) 2V e 1,2A b) 4V e 1,2A c) 2V e 2,4A d) 4V e 2,4A e) 6V e 1,2A

12 27. (Uel) No circuito a seguir, sabe-se que ε1 2 ε2 e que ambas são forças eletromotrizes (fem) ideais. a) Determine a diferença de potencial entre os pontos a e b pelo ramo da direita do circuito. b) Determine o valor da corrente i. Apresente os cálculos. 28. (Esc. Naval) Considere que dois resistores, de resistências R 1 e R 2, quando ligados em paralelo e submetidos a uma d.d.p de 150 V durante 600 min, geram 225 kw h de energia. Associando esses resistores em série e submetendo-os a uma d.d.p de 400 V, a energia gerada, durante o mesmo intervalo de tempo, passa a ser de 400 kw h. Sobre os valores das resistências R 1 e R 2, em, pode-se afirmar que são, respectivamente: a) 1,00 e 1,00 b) 2,00 e 2,00 c) 2,00 e 3,00 d) 3,00 e 4,00 e) 4,00 e 4, (Ibmecrj) A figura abaixo ilustra uma associação de resistores. Considerando que a tensão aplicada entre o ponto A e B é de 10V e a corrente é de 2,5A, o valor em ohms da resistência elétrica do resistor R é: a) 0,5 b) 1,0 c) 1,5 d) 2,0 e) 2,5 30. (Uern) Na figura, estão representadas duas associações de resistores.

13 Considere que, aplicando-se uma tensão de 60 V nos seus terminais, a diferença entre as correntes totais que as percorrem seja igual a 9 A. Sendo assim, o valor de R é igual a a) 2 Ω. b) 5 Ω. c) 8 Ω. d) 10 Ω. 31. (Pucrj) Um determinado circuito é composto de uma bateria de 12,0 V e mais quatro resistores, dispostos como mostra a figura. a) Determine a corrente elétrica no ponto A indicado na figura. b) Determine a diferença de potencial entre os pontos B e C apresentados na figura. 32. (Ufrgs) Considere o circuito abaixo. Neste circuito, todos os resistores são idênticos, e C1e C 2 são dois interruptores que podem estar abertos ou fechados, de acordo com os esquemas numerados a seguir. C 1 C 2 aberto fechado X X (1) C 1 C 2 aberto X X fechado (2) aberto fechado (3) C 1 C 2 X X C 1 C 2

14 aberto fechado (4) X X Assinale a alternativa que apresenta corretamente o ordenamento dos esquemas de ligação, em ordem crescente da corrente elétrica que passa no resistor R 4. a) (4) (2) (3) (1) b) (1) (3) (2) (4) c) (2) (4) (3) (1) d) (2) (3) (4) (1) e) (3) (2) (1) (4) Gabarito: Resposta da questão 1: a) RA R1 R RA Ω. R1R RB R3 RB Ω. R1 R b) Circuito A: L 1 brilha mais que 2 L. Circuito B: L 3 brilha mais que L 1 e 2 c) Circuito B: ia 0. L. Circuito A: V ib ib 0,91A. R2 R Resposta da questão 2: a) 2R RE 3 R 4 R 4 0,5 RE 2 k Ω. 2 b) 3 3 AB AB AB V R I 0, V 1,5 V. c) 3 P V I P 18 mw. Resposta da questão 3: [D] Resposta da questão 4: [A] Resposta da questão 5: Req 2R R Re q 20 5 Req 4 Ω V 12 V Req i i i i 3 A Req 4

15 Resposta da questão 6: [C] Resposta da questão 7: [A] Resposta da questão 8: [C] Resposta da questão 9: [B] Resposta da questão 10: [B] Resposta da questão 11: [C] Resposta da questão 12: [A] Resposta da questão 13: [B] Resposta da questão 15: [D] Resposta da questão 16: [E] Resposta da questão 17: [E] Resposta da questão 18: [B] Resposta da questão 20: [C] Resposta da questão 21: [A] Resposta da questão 22: [D] Resposta da questão 23: [D] Resposta da questão 24: [C] Resposta da questão 25: 2 6 R 4 R 24 R R eq Req 2,4 R 2, R 4 R 10 R Req 48 Ω. b P P P P P P P P 4 P P CA AD DE DE EB BG P 220 W. Resposta da questão 26: [B] Resposta da questão 28: [B] Resposta da questão 29: [B] Resposta da questão 30: [D] Resposta da questão 31: Resposta da questão 32: [C] UBC RBC i UBC 0, UBC 1,33 V. 3 3