Circuitos Elétricos - ENEM - Fixação

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1 1. (Acafe 017) Sejam dois resistores ôhmicos figura abaixo mostra as curvas que caracterizam esses resistores. R x e R y associados em paralelo e ligados a uma bateria ideal de 1 V. A A intensidade de corrente elétrica em ampères, fornecida pelo gerador ao circuito, é: a) 16 b) 0,8 c) 8 d) 1,6. (Fmp 017) Numa instalação elétrica de um escritório, são colocadas fonte de tensão. lâmpadas idênticas em paralelo conectadas a uma Se uma das lâmpadas queimar, o que acontecerá com a corrente nas outras lâmpadas? a) Aumentará por um fator 1,5. b) Aumentará por um fator. c) Diminuirá por um fator 1,5. d) Diminuirá por um fator. e) Permanecerá a mesma.. (Ebmsp 017) Unidades hospitalares utilizam geradores elétricos para se prevenir de interrupções no fornecimento de energia elétrica. Considerando-se um gerador elétrico de força eletromotriz 10,0 V e resistência interna 4,0 que gera potência elétrica de 1.00,0 W, quando ligado a um circuito externo, é correto afirmar, com base nessas informações e nos conhecimentos de eletricidade, que a) o gerador elétrico transforma energia elétrica em outras formas de energia. 1 de 1 Prof. Allan Borçari

2 b) a diferença de potencial elétrico entre os terminais do gerador é igual a 110,0 V. c) a intensidade da corrente elétrica que circula através do gerador é igual a 8,0 A. d) a potência dissipada em outras formas de energia no interior do gerador é igual a 51,0 W. e) a potência elétrica que o gerador lança no circuito externo para alimentar as instalações é igual a 800,0 W. 4. (Ufrgs 017) A diferença de potencial entre os pontos (i) e (ii) do circuito abaixo é V. Considerando que todos os cinco resistores têm resistência elétrica R, a potência total por eles dissipada é a) b) c) d) e) V R. V V (R). (5R). 4V R. V (4R ). 5. (Acafe 017) Um professor de Física elaborou quatro circuitos, utilizando pilhas idênticas e ideais e lâmpadas idênticas e ideais, conforme a figura. Considere a tensão de cada pilha V e a resistência de cada lâmpada R. Depois, fez algumas afirmações sobre os circuitos. Analise-as. de 1 Prof. Allan Borçari

3 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 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 tem o triplo da intensidade da corrente elétrica que atravessa uma lâmpada do circuito. 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 TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como 19 8 carga do elétron como e 1,6 10 C, o módulo da velocidade da luz como c,0 10 m s e utilize g 10,0 m s, o módulo da π. 6. (Upe-ssa 017) Tendo em vista a Lei Federal 190/016, que "Torna obrigatório o uso, nas rodovias, de farol baixo aceso durante o dia e dá outras providências...", um estudante de ensino médio está propondo um circuito para um carro elétrico. Nesse veículo, o motorista liga lâmpadas resistivas e motor simultaneamente, evitando, assim, uma infração de trânsito de gravidade média na qual ele estaria sujeito, ainda, ao pagamento de multa no valor de R$ 85,1. Das seguintes alternativas, qual permite ligar simultaneamente o motor e as lâmpadas na condição de máxima potência de funcionamento do sistema? a) b) c) d) e) 7. (Ufes 006) Nem toda a energia transformada em energia elétrica por um gerador é fornecida ao circuito externo. Parte da potência elétrica gerada é dissipada devido à resistência interna do gerador. Considere um gerador de f.e.m. ε e resistência interna r. A intensidade de corrente elétrica para que a potência fornecida seja máxima e o valor dessa potência máxima, são, de 1 Prof. Allan Borçari

4 respectivamente, a) å/r e å /r b) å/r e å /r c) å/r e å /4r d) å /r e å/4r e) å /r e å/r 8. (Ufu 016) Dispondo de algumas pilhas idênticas, de resistência interna desprezível, fios e pequenas lâmpadas de mesma potência, um estudante monta alguns tipos diferentes de circuitos elétricos, conforme a figura a seguir. Em relação aos fios ideais, considere as afirmativas sobre a corrente que circula pelos circuitos. I. A corrente circula pelo circuito é menor que a do circuito 4. II. A corrente que circula pelo circuito 1 é menor que a do circuito. III. A corrente que circula pelo circuito 1 é menor que a do circuito 4. IV. No circuito, quando a corrente passa pelo ponto A, ela é maior do que quando passa pelo B. Assinale a alternativa que apresenta apenas afirmativas corretas. a) I e II. b) II e III. c) I e IV. d) III e IV. 9. (Enem 016) Três lâmpadas idênticas foram ligadas no circuito esquematizado. A bateria apresenta resistência interna desprezível, e os fios possuem resistência nula. Um técnico fez uma análise do circuito para prever a corrente elétrica nos pontos: A, B, C, D e E; e rotulou essas correntes de I A, I B, I C, I D e I E, respectivamente. 4 de 1 Prof. Allan Borçari

5 O técnico concluiu que as correntes que apresentam o mesmo valor são a) e b) c) d) e) IA IE IA IB IE IA I B, IC I D. IC I D. e apenas. IA IB I E, IC I B, apenas. apenas. 10. (G1 - cps 016) Tendo em vista a grande dificuldade em armazenar energia elétrica, a invenção da pilha representou um marco histórico importante. Para demonstrar a versatilidade da pilha em circuitos elétricos fechados, um professor elaborou uma experiência usando uma pilha, duas chaves, duas lâmpadas e alguns pedaços de fio, construindo um circuito elétrico capaz de atender, em momentos distintos, as seguintes funções: I. acender as duas lâmpadas ao mesmo tempo; II. acender apenas uma lâmpada e manter, ao mesmo tempo, a outra apagada, podendo esta ação ser feita para ambas as lâmpadas; III. manter apagadas as duas lâmpadas. Sabendo que as tensões e correntes obtidas no circuito construído eram suficientes para que as lâmpadas se acendessem sem se queimarem, assinale a alternativa que contenha o esquema que corresponde ao circuito construído pelo professor. a) b) 5 de 1 Prof. Allan Borçari

6 c) d) e) 11. (G1 - cps 017) Uma brincadeira consiste em passar um anel condutor, de um extremo a outro de um fio retorcido, também condutor de eletricidade. Durante a brincadeira a chave deve permanecer fechada conectando a pilha ao circuito. O anel deve ser passado por toda a extensão do fio retorcido sem tocá-lo, pois quando a lâmpada acende a brincadeira acaba. Assinale a alternativa que apresenta um esquema de construção de um dispositivo de acordo com a descrição apresentada para a brincadeira. a) b) 6 de 1 Prof. Allan Borçari

7 c) d) e) 1. (Esc. Naval 017) Analise a figura abaixo. Duas pilhas, de resistência interna r 1 r 1, e uma lâmpada, de resistência RL, estão conectadas em paralelo como mostra o circuito da figura acima. A fem da pilha 1 é ε1 1,5 V, mas a pilha, de fem ε, encontra-se parcialmente descarregada de modo que o amperímetro ideal mede uma corrente nula nessa pilha. Sendo assim, o valor da fem ε, em volts, vale a) zero b) 0,50 c) 0,75 d) 1,00 e) 1,5 TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: 7 de 1 Prof. Allan Borçari

8 Considere o campo gravitacional uniforme. 1. (Pucrs 017) 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 e medem intensidades de correntes elétricas, respectivamente, iguais a i 1, i e i. A 1, A A Quando a chave interruptora C a) menor que b) menor que c) igual a d) igual a i, 1 i, 1 e) maior que i, 1 i, 1 menor que igual a maior que igual a i, 1 i i i maior que i é aberta, as leituras indicadas por A 1, A e e igual a e igual a i. e maior que e menor que i i. i. i. e maior que i. A passam a ser, respectivamente, 14. (Imed 016) O circuito elétrico representado abaixo é composto por fios e bateria ideais: Com base nas informações, qual o valor da resistência R indicada? a) 5 Ω. b) 6 Ω. c) 7 Ω. d) 8 Ω. e) 9 Ω. 15. (Fuvest 016) 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 e R, de resistências iguais, e fios de ligação. 8 de 1 Prof. Allan Borçari

9 Quando o amperímetro mede uma corrente de A, e o voltímetro, uma tensão de 6 V, a potência dissipada em R é igual a 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) 1 W d) 18 W e) 4 W 16. (Unesp 016) Em um trecho de uma instalação elétrica, três resistores Ôhmicos idênticos e de resistência cada um são ligados como representado na figura. Por uma questão de segurança, a maior potência que cada um deles pode dissipar, separadamente, é de 0 W. 80 Dessa forma, considerando desprezíveis as resistências dos fios de ligação entre eles, a máxima diferença de potencial, em volts, que pode ser estabelecida entre os pontos A e B do circuito, sem que haja riscos, é igual a a) 0. b) 50. c) 0. d) 40. e) (Ufpr 016) De um trecho de um circuito mais complexo, em que as setas indicam o sentido convencional da corrente elétrica, são conhecidas as informações apresentadas na figura abaixo. Quanto aos valores que podem ser calculados no circuito, identifique as afirmativas a seguir como verdadeiras (V) ou falsas (F): 9 de 1 Prof. Allan Borçari

10 ( ) A resistência elétrica no resistor ( ) A tensão elétrica no resistor ( ) A potência dissipada pelo resistor ( ) O valor da resistência elétrica R 5 é de. R 1 é de V. R 6 R 4 é de 9 W. é de 6. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo. a) V F V F. b) V V F V. c) F F V V. d) F V F F. e) V F V V. 18. (Espcex (Aman) 016) 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),0 V c),5 V d),0 V e), V 19. (Enem PPL 016) Em um laboratório, são apresentados aos alunos uma lâmpada, com especificações técnicas de 6V e 1 W, e um conjunto de 4 pilhas de 1,5 V cada. Qual associação de geradores faz com que a lâmpada produza maior brilho? 10 de 1 Prof. Allan Borçari

11 a) b) c) d) e) 0. (Enem 016) 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 (H, HB e 6B) para efetuar três traçados distintos. 11 de 1 Prof. Allan Borçari

12 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 anotando as leituras a) 1 b) c) d) e) 4 81 R AB e e B R BC, respectivamente. Ao estabelecer a razão do desenho e, em seguida, conectou-o nos terminais B RAB RBC qual resultado o estudante obteve? e C, 1 de 1 Prof. Allan Borçari

13 Gabarito: Resposta da questão 1: [D] Supondo a curva pertencente a 8 V 40 Rx 0,6 A Ω R x como sendo a de menor inclinação, para ix 0,6 A, obtemos Vx 8 V, logo: Para a outra curva, para 1 V 10 Ry 0,7 A 7 Ω iy 0,7 A, obtemos Vy 1 V, logo: Como os resistores estão associados em paralelo, a resistência equivalente será dada por: Req 7,5 Ω Req Rx Ry Portanto, a corrente 1 7,5 ic ic 1,6 A i c fornecida pelo gerador ao circuito será: Resposta da questão : [E] A quantidade de corrente que passa em cada lâmpada permanecerá a mesma, pois em um circuito em paralelo, com todas as lâmpadas possuindo a mesma resistência, a quantidade de corrente em cada lâmpada sempre será a mesma. O que acontecerá é que o gerador vai precisar enviar menos corrente elétrica e, consequentemente, o dono do escritório irá pagar uma conta de luz menor (caso ele não troque a lâmpada). Resposta da questão : [E] P t εi i i 10 A P d d d r i P 4 10 P 400 W P P P u t d P P u u 800 W Resposta da questão 4: [A] Cálculo da resistência equivalente: 1 de 1 Prof. Allan Borçari

14 R Req R R R R eq Cálculo da potência dissipada: P V R P V R P V R Resposta da questão 5: [A] No circuito 1, com as lâmpadas em série, a tensão e resistência equivalentes do circuito serão iguais respectivamente a V R. Cada lâmpada estará sujeita a uma tensão de V e corrente igual a: e V V R i1 i1 R Da mesma forma, para os demais circuitos, teremos: Circuito : Corrente do circuito: 1V V R i i R Corrente e tensão sobre cada lâmpada: 1V R e V Circuito : Corrente do circuito: R V V i i R Corrente e tensão sobre cada lâmpada: V R e V Circuito 4: Corrente do circuito: R V V i4 i4 R Corrente e tensão sobre cada lâmpada: V R e V Dessa forma, as únicas afirmativas corretas são a [II] e a [III]. Resposta da questão 6: [B] Para maximizar a potência de funcionamento do sistema, deveremos ter a máxima corrente e a menor resistência possível, levando em conta que o circuito do automóvel tem tensão constante. O tipo de circuito que possui a menor resistência é o paralelo para todos os equipamentos. Logo, a resposta correta é letra [B]. 14 de 1 Prof. Allan Borçari

15 Resposta da questão 7: Sem Resposta. Gabarito Oficial: [D] Gabarito SuperPro : Sem resposta. A equação de um gerador de força eletromotriz ε e resistência interna r é: U ε ri O gráfico é o segmento de reta mostrado a seguir. A potência útil fornecida ao circuito é: ε ε PU Ui PU ri i PU i ri As raízes dessa função são: i 0 e i ε r. O gráfico é o arco de parábola mostrado a seguir. Do gráfico, notamos que a potência útil é máxima, quando: - a corrente é metade da corrente de curto-circuito: i ε r ; P ε ε r P ε 4r. - a ddp (U) nos terminais do gerador é metade da força eletromotriz: Resposta da questão 8: [A] Quando um circuito está em série, as resistências são somadas (Req R1 R R n), quando a d.d.p. está em série, ela é somada (Ueq U1 U U n), e quando a d.d.p. está em paralelo, nada muda (se você pensar em duas pilhas em paralelo, 15 de 1 Prof. Allan Borçari Umáx o que acontecerá que o circuito funcionará por mais tempo, com a mesma d.d.p). U i1 R U i R U i R U i4 R i i1 i4 i Umáx

16 Resposta da questão 9: [A] As três lâmpadas estão em paralelo. Como são idênticas, são percorridas pela mesma corrente, A figura mostra a intensidade da corrente elétrica em cada lâmpada e nos pontos destacados. i. De acordo com a figura: IA i; IB i; IC i; ID i e IE i. Portanto: IA I E e IC I D. Resposta da questão 10: [A] No circuito da alternativa [A] as duas lâmpadas estão em paralelo. Da maneira como mostrado, as duas lâmpadas estão apagadas, pois as duas chaves estão abertas, satisfazendo a condição III. Fechando-se as duas chaves, acendem as duas lâmpadas, satisfazendo a condição I. Ligando-se apenas uma das chaves, apenas uma das lâmpadas acende, satisfazendo a condição II. Resposta da questão 11: [C] Analisando cada um dos esquemas: [A] A lâmpada já está acesa, pois está em circuito fechado, mesmo com a chave aberta, sem que o anel toque o fio retorcido. [B] A lâmpada não acende, pois ao fechar a chave, a pilha fica em curto circuito. [C] É o único em que a lâmpada somente acende quando o anel tocar o fio retorcido, com a chave fechada. [D] A lâmpada já está acesa, mesmo com a chave aberta, sem que o anel toque o fio retorcido. Quando o anel tocar o fio retorcido a lâmpada apaga, pois a pilha entra em curto circuito. [E] A lâmpada não acende, pois mesmo com a chave fechada, o circuito não fecha mesmo quando o anel tocar o fio retorcido. Resposta da questão 1: [D] 16 de 1 Prof. Allan Borçari

17 Como a corrente na malha da direita é nula, esta se comporta como um aberto e a fem A resistência equivalente do circuito será, portanto: 1 Req r1 RL R 1Ω eq ε será igual a ddp na lâmpada. A corrente na malha da esquerda será igual a: ε R 1 eq 1,5 1i i 1,5 A Logo: i ε RL i ε 1,5 ε 1V Resposta da questão 1: [B] Para o circuito fechado, sendo a tensão da bateria igual a U, correntes eq i 1, i 1 1 e i R Req R R R R R R 5 i i i U 5U i R R 5 U R U R eq calcula-se a resistência equivalente R eq, e as intensidades das Para o circuito aberto, repetem-se os cálculos para fins de comparação: R Req Req R R Req R Há um aumento da resistência do circuito, portanto a corrente i 1 nova se reduz. U U i1 i1 R R U i R U i R Contudo, as correntes i e i não sofrem alteração em relação ao circuito fechado. Resposta da questão 14: [C] 17 de 1 Prof. Allan Borçari

18 Usando a primeira Lei de Ohm, obtemos a resistência equivalente do circuito: U 4 V U Req i Req Req Req 4,8 Ω i 5 A Observando o circuito temos em série os resistores R e de 5 Ω e em paralelo com o resistor de 8. Ω Assim, Req 8 Ω R 5 Ω 4,8 Ω 8 Ω R 5 Ω 8 Ω 4,8 Ω 1, Ω 1 4,8 Ω 8 Ω R 5 Ω 8,4 Ω R 5 Ω R 5 Ω 1 ΩR 7 Ω Resposta da questão 15: [A] O esquema mostra o circuito e as distribuições de tensão corrente. Os dois ramos do circuito estão em paralelo. No ramo inferior a resistência é metade da do ramo superior, logo a corrente é o dobro. Assim: i1 i I i i i A. i1 i A 4 i i A Os resistores de resistência R 1 e R têm resistências iguais e estão ligados em série. Então estão sujeitos à mesma tensão, U U1 6 V. Assim, a potência dissipada em R é: P U i1 6 P 4 W. Resposta da questão 16: [E] A figura abaixo mostra o comportamento da corrente elétrica. 18 de 1 Prof. Allan Borçari

19 As potências dissipadas são: P1P Ri. P Ri P 4Ri P 4P 4P. 1 Assim, o resistor que mais dissipa potência é R. 0 1 P RI 0 80I I I A. 80 Então: Da lei de Ohm, a máxima ddp entre A e B é: UAB Req I 80 UAB 60 V. Resposta da questão 17: [C] [F] A resistência elétrica no resistor R 5 é de. i4 i0 i 0, 1, i4 1,5 A. Da figura: i4 i5 i 6 1,5 1 i 6 i6 0,5 A. 6 U5 R5 i 5 6 R5 0,5 R 5 R5 1 Ω. 0,5 [F] A tensão elétrica no resistor No resistor R a corrente é R 1 é de V. i. U R i 4i i 0,5 A. Aplicando a lei de Ohm: Sendo i 1 a corrente em R, 1 pela lei dos nós: i1 i i i1 0,5 1, i1 0,8 A. Calculando a tensão em R 1 : U1 R1 i1 0,8 U1,4 V. [V] A potência dissipada pelo resistor R 4 é de 9 W P R i 4 1,5 4,5 P 9 W. 19 de 1 Prof. Allan Borçari

20 [V] O valor da resistência elétrica Os resistores R 5 e R 6 R 6 é de 6. U6 U5 6 V. U6 R6 i 6 6 R6 1 R6 6 Ω. Resposta da questão 18: [B] estão em paralelo. Logo estão sob mesma tensão: Calculando a resistência equivalente do circuito, temos que: R 1 / / / / eq 5 Req 1 Req Ω Desta forma, é possível calcular a corrente que circula no circuito. E 5 i Req 5 i A Analisando a fonte de tensão e o primeiro resistor como sendo um gerador, temos que: VAB E R i VAB 5 1 VAB V Resposta da questão 19: [C] A lâmpada produzirá maior brilho para a associação que produzir a maior potência, e como esta é proporcional à tensão, o circuito com maior tensão elétrica equivalente proverá o maior brilho. Tensão equivalente para os circuitos: [A]: V A (1,5 / /1,5 / /1,5) 1,5 VA V [B]: V B (1,5 1,5) / /(1,5 1,5) VB V [C]: VC 1,5 1,5 1,5 1,5 VC 6 V [D]: V D (1,5 / /1,5) (1,5 / /1,5) VD V [E]: VE 1,5 / /1,5 / /1,5 / /1,5 VE 1,5 V Portanto, a associação que produzirá o maior brilho é a do item [C]. Resposta da questão 0: [B] Esquematizando a 1ª situação proposta e fazendo as simplificações: 0 de 1 Prof. Allan Borçari

21 A resistência equivalente nessa situação 1 é: R AB. R AB Esquematizando a ª situação proposta e fazendo as simplificações: No ramo superior da figura acima a resistência equivalente é: 0 5 RBC RBC A resistência equivalente na situação é: R BC R BC Fazendo a razão pedida: 10 RAB RAB 4. RBC RBC de 1 Prof. Allan Borçari