4. (Acafe-SC) Com base na lei cargas elétricas de mesmo sinal se repelem e cargas de sinais opostos se atraem, apresentamos as seguintes proposições:

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1 EXERCÍCIOS 1 1.Qual a diferença entre substâncias ditas condutoras e isolantes? 2. O que significa eletrizar um corpo? Quais são as formas de eletrizar um corpo? 3. O que é um eletroscópio? 4. (Acafe-SC) Com base na lei cargas elétricas de mesmo sinal se repelem e cargas de sinais opostos se atraem, apresentamos as seguintes proposições: I. Um próton atrai um próton. II. Um próton atrai um elétron. III. Um próton repele um elétron. IV. Um próton repele um próton. V. Um próton atrai um nêutron. VI. Um elétron atrai um nêutron. Estão corretas: a) I, III e V. b) II, V e VI. c) somente II e IV. d) somente I e II. e) III, IV e VI. 5. (Supra-SC) Durante as corridas de Fórmula 1, em que os carros desenvolvem altas velocidades, estes sofrem eletrização por atrito com o ar, o que acarreta grande risco de explosão principalmente durante o abastecimento. Essa eletrização se dá por: a) perda de elétrons da superfície, carregando-se positivamente. b) perda de prótons da superfície, carregando-se negativamente. c) ganho de elétrons do ar, carregando-se positivamente. d) ganho de prótons do ar, carregando-se negativamente. e) perda de elétrons da superfície, carregando-se alternadamente de forma positiva e negativa. 6. (PUC-SP) Duas esferas A e B, metálicas e idênticas, estão carregadas com cargas respectivamente iguais a 16µ C e 4 µc. Uma terceira esfera C, metálica e idêntica a anteriores, está inicialmente descarregada. Coloca-se C em contato com A. Em seguida, esse contato é desfeito e a esfera C é colocada em contato com B. Supondo-se que não haja troca de cargas elétricas com o meio exterior, a carga final de C é de: a) 8 µc. b) 6 µc. c) 4 µc. d) 3 µc. e) nula. 7. (Supra-SC) Eletrizar um corpo é fazer com que os seus átomos tenham um número de elétrons diferente do número de prótons. Isso pode ocorrer de três formas: por contato, por atrito ou por indução. Analise as situações abaixo. I. O pára-raios é eletrizado por uma nuvem carregada. II. O avião durante o vôo é eletrizado pelo ar. III. Uma pessoa, ao tocar na quina da porta da geladeira, toma um choque. A forma de eletrização para cada uma das situações acima se dá, respectivamente, por: a) atrito, contato, indução. b) indução, contato, atrito. c) atrito, indução, contato. d) indução, atrito, contato. e) contato, indução, atrito.

2 8. (UEL-PR) Na figura a seguir, está representado um eletroscópio de lâminas eletrizado. Um eletroscópio, nessas condições, fica com suas lâminas móveis separadas devido à repulsão eletrostática. Como é sabido, o eletroscópio é um detector de cargas. Ele é constituído por condutores de eletricidade, e uma parte desses condutores é envolvida por um isolante. O que ocorre ao se aproximar da cabeça do eletroscópio eletrizado um bastão eletrizado de mesma carga que a desse eletroscópio? a) As lâminas do eletroscópio permanecerão como estão, pois o aparelho já se encontra eletrizado. b) As lâminas do eletroscópio se aproximarão, pois o bastão eletrizado atrairá as cargas de sinal oposto. c) As lâminas do eletroscópio se aproximarão, pois as cargas do bastão eletrizado serão repelidas pelas cargas do aparelho. d) As lâminas do eletroscópio irão se separar mais, pois as cargas distribuídas pela cabeça e lâminas vão se concentrar mais nestas últimas. e) As lâminas do eletroscópio permanecerão como estão, pois as cargas do bastão eletrizado serão repelidas pelas cargas do aparelho. 9. (UFSC) As esferas, na figura abaixo, estão suspensas por fios de seda. A carga elétrica da esfera A é positiva. As cargas elétricas do bastão isolante B e da esfera C são, respectivamente: (Dê o valor da soma da(s) alternativa(s) correta(s) como resposta.) 01. positiva e positiva. 02. positiva e negativa. 04. positiva e neutra. 08. neutra e positiva. 16. negativa e positiva. 32. negativa e negativa. 64. neutra e negativa (Puccamp-SP) Uma pequena esfera, leve e recoberta por papel alumínio, presa a um suporte por um fio isolante, funciona como eletroscópio. Aproxima-se da esfera um corpo carregado A, que o atrai até que haja contato com a esfera. A seguir, aproxima-se da esfera outro corpo B, que também provoca a atração da esfera. Considere as afirmações a seguir. I. A e B podem ter cargas de sinais opostos. II. A e B estão carregados positivamente. III. A esfera estava, inicialmente, carregada. Pode-se afirmar que: a) I é correta. b) II é correta. c) III é correta. d) I e III são corretas. e) II e III são corretas. EXERCÍCIOS Enuncie a lei de Coulomb? 12. A força elétrica que uma carga exerce sobre outra se altera ao aproximarmos delas outras cargas? 13. Duas cargas elétricas, Q 1 = 2µC e Q 2 = -1,5µC, estão localizadas no vácuo distantes 30cm uma da outra. Determine a força de 2 9. interação entre as cargas. Considere K0 = 9.10 Nm. 2 C R: 0,3N Duas cargas iguais, distanciadas 1m no vácuo, repelem-se com uma força de 3,6N. Sendo 9.10 Nm 2 C no vácuo, determine o valor de cada carga, em coulombs. R: 2µC 2 a constante elétrica

3 15. (PUC-MG) Duas cargas elétricas q e +q são fixadas, respectivamente, sobre os pontos A e B, conforme a figura. Uma terceira carga Q, positiva, é colocada livremente sobre um ponto da reta AB. Sobre a carga Q, é correto afirmar que: a) permanecerá em repouso, se for colocada no meio do segmento AB. b) ela se moverá para a direita, se for colocada no meio do segmento AB. c) ela se moverá para a direita, se for colocada à esquerda de A. d) permanecerá em repouso, se for colocada à direita de B. 16. (Mack-SP) Três corpos A, B e C, eletrizados com cargas elétricas idênticas, estão dispostos como mostra a figura. A intensidade da força elétrica que A exerce em B é 0,50 N. A força elétrica resultante que age sobre o corpo C tem intensidade de: a) 3,20 N. b) 4,68 N. c) 6,24 N. d) 7,68 N. e) 8,32 N. 17. (FEI-SP) As cargas Q 1 = 9mC e Q 3 = 25mC estão fixas nos pontos A e B. Sabe-se que a carga Q 2 = 2mC está em equilíbrio sob a ação de forças elétricas somente na posição indicada. Nestas condições: a) x = 1 cm. b) x = 2 cm. c) x = 3 cm. d) x = 4 cm. e) x = 5 cm. 18. (Acafe-SC) Duas cargas puntais, Q 1 e Q 2, atraem-se no ar com uma certa força. Suponha que o valor de Q 1 seja duplicado e o de Q 1 se torne 8 vezes maior. Para que o módulo de permaneça invariável, a distância r entre Q 1 e Q 2 deverá tornar-se: a) 32 vezes maior. b) 16 vezes maior. c) 4 vezes menor. d) 4 vezes maior. e) 16 vezes menor. 19. Nos vértices de um triangulo eqüilátero ABC, de lados 1 metro, existem três cargas, conforme indica a fugura abaixo. C 10µ C 1m 1m -10µ C B A 1m 10µ C Determine a intensidade das forças que as cargas A e B exercem sobre C R: 0,9N

4 20. A figura a seguir mostra duas cargas elétricas puntiformes, q 1 = 4µC e q 2 = 3µC, localizadas nos vértices de um triângulo eqüilátero. O meio é o vácuo, cuja constante eletrostática é K 0 = 9,0x10 9 N.m 2 /C 2. Determine a força resultante sobre uma terceira carga de q 3 = 1µC colocada no ultimo vértice do triângulo. q 3 30cm 30cm q 1 EXERCÍCIOS 3 30cm q 2 R: 0,61N 21. Defina campo elétrico. 22. Campo Elétrico é uma grandeza vetorial ou escalar? Justifique sua resposta. 23. (Supra-SC) Para descobrir se em determinada região do espaço há um campo elétrico, coloca-se ali uma carga elétrica e verifica-se se nessa carga ocorre: a) vibração. b) variação na massa. c) variação no grau de eletrização. d) aparecimento de força elétrica. e) neutralização. 24. (UFSC) A figura abaixo mostra duas situações distintas: na situação 1 estão representados uma carga pontual negativa, Q 1, e um ponto P; na situação 2 estão representados uma carga pontual positiva, +Q 2, uma carga pontual negativa, Q 3, e um ponto R, localizado entre elas. Assinale a(s) proposição(ões) verdadeira(s). 01. O campo elétrico no ponto P aponta horizontalmente para a direita. 02. O campo elétrico no ponto R pode ser igual a zero, dependendo das intensidades das cargas Q 2 e Q O campo elétrico no ponto P tem o mesmo sentido que o campo elétrico no ponto R. 08. O campo elétrico no ponto R, causado pela carga Q 3, tem sentido oposto ao do campo elétrico no ponto P. 16. As forças elétricas que as cargas Q 2 e Q 3 exercem uma sobre a outra são forças idênticas. R: 08

5 25. (UFSC) Obtenha a soma dos valores numéricos associados às opções corretas. O vetor campo elétrico, no ponto P, acha-se corretamente representado na(s) situação(ões): R: = Calcule a intensidade do vetor campo elétrico, num ponto situado a 3cm de uma carga elétrica puntiforme de 4µC, no vácuo Dado K0 = 9.10 Nm. 2 C R: N/C 27. Em uma região do espaço o vetor campo elétrico, criado por uma carga elétrica negativa puntiforme, é de N/C a 90cm da 2 9. carga. Determine o valor da carga elétrica. Dado K0 = 9.10 Nm. 2 C R: 3, C 28. (Udesc) Na figura aparece uma partícula de massa igual a 10 g, carga elétrica igual a C, amarrada a um fio de seda, e em equilíbrio. R: Calcule o módulo do campo elétrico uniforme existente na região N C

6 29. (UFSM-RS) Uma partícula com carga de C exerce uma força elétrica de módulo 1, N sobre outra partícula com carga de C. A intensidade do campo elétrico no ponto onde se encontra a segunda partícula é, em N/C: a) 3, b) 1, c) 1, d) e) A figura abaixo mostra uma carga +8q na origem de um eixo e uma carga -2q em x = L. Em que pontos o campo elétrico resultante devido a essas duas cargas é zero? Y +8q -2q 0 L X R: 2L EXERCÍCIOS Defina linhas de campo elétrico. 32. Qual a característica das linhas de campo elétrico de uma carga puntiforme positiva? 33. Qual a característica das linhas de campo elétrico de uma carga puntiforme negativa? 34. Explique o conceito de fluxo de campo elétrico. 35. (PUC-PR) As linhas de força foram idealizadas pelo físico inglês Michael Faraday com o objetivo de visualizar o campo elétrico numa região do espaço. Em cada ponto de uma linha de força, a direção do campo elétrico é tangente à linha. Qual das afirmações abaixo não corresponde a uma propriedade das linhas de força? a) As linhas de força de um campo elétrico uniforme são paralelas e eqüidistantes entre si. b) Para uma carga puntiforme positiva, as linhas de força apontam "para fora" da carga. c) As linhas de força "convergem" para cargas puntiformes negativas. d) Nas vizinhanças da superfície de um condutor isolado e carregado, as linhas de força são perpendiculares à superfície. e) As linhas de força do campo elétrico são sempre fechadas. 36. (FEI-SP) As figuras abaixo mostram as linhas de força do campo eletrostático criado por um sistema de duas cargas puntiformes. 1 2 Qual das respostas abaixo é verdadeira? a) Em II temos duas cargas negativas de mesmo módulo e em I temos duas cargas positivas de mesmo módulo. b) Em II e em I as duas cargas apresentam sinais opostos. Nada podemos dizer sobre os módulos das cargas. c) Em II temos duas cargas positivas de mesmo módulo e em I temos suas cargas de módulos diferentes e sinais opostos. d) As cargas em I e II apresentam módulos diferentes. Nada podemos dizer sobre o sinal das cargas. e) Todas as respostas estão erradas. 37. (UFSC) Some os valores correspondentes às alternativas corretas. 01. Podemos representar o campo elétrico, em um ponto do espaço, por um vetor.

7 02. Linha de força é uma curva tangente, em cada um dos seus pontos, à direção do campo elétrico. 04. As linhas de força do campo de uma carga puntual positiva divergem radialmente. 08. As linhas de força do campo de uma carga puntual negativa divergem radialmente. 16. Num campo elétrico uniforme, as linhas de força são retas paralelas, igualmente espaçadas e igualmente orientadas. R: = (Mack-SP) Ao tentar ler o parágrafo que trata das propriedades das linhas de força de um campo elétrica, Guilherme verificou que seu livro de Física apresentava algumas falhas de impressão (lacunas). O parágrafo mencionado com as respectivas lacunas era o seguinte: As linhas de força saem de cargas (I), (II) se cruzam e quanto mais (III) maior é a intensidade do campo elétrico nessa região. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas I, II e III. a) positivas, nunca, afastadas b) positivas, nunca, próximas c) positivas, sempre, próximas d) negativas, nunca, afastadas e) negativas, sempre, próximas 39. (Acafe-SC) Analise as afirmações abaixo relacionadas com as linhas de força de um campo eletrostático. I. São perpendiculares às superfícies eqüipotenciais. II. Percorrendo-se uma linha de força no seu sentido, o potencial elétrico diminui. III. São orientadas das cargas negativas para as positivas. A alternativa contendo a(s) afirmação(ões) verdadeira(s) é: a) II. b) I. c) I, II. d) III. e) II, III. 40. (UFF-RJ) Estão representadas, a seguir as linhas de força do campo elétrico criado por um dipolo. Considerando-se o dipolo, afirma-se: I. A representação das linhas de campo elétrico resulta da superposição dos campos criados pelas cargas puntiformes. II. O dipolo é composto por duas cargas de mesma intensidade e sinais contrários. III. O campo elétrico criado por uma das cargas modifica o campo elétrico criado pela outra. Com relação a estas afirmativas, conclui-se: a) Apenas a I é correta. b) Apenas a II é correta. c) Apenas a III é correta. d) Apenas a I e a II são corretas. e) Apenas a II e a III são corretas. EXERCÍCIOS Defina diferença de potencial elétrico. Resposta pessoal 42.O que potencial elétrico? 43. Faça uma analise do potencial elétrico em função do sinal da carga geradora. 44. Potencial Elétrico é uma grandeza escalar ou vetorial? Justifique.

8 45. Considere o campo elétrico gerado pela carga Q = C e os pontos A e B mostrados na figura abaixo. Dado: constante eletrostática: K. = 9.10 Nm. C a) Determine, em V, o potencial elétrico do ponto A. b) Determine, em V, o potencial elétrico do ponto B. c) Determine, em V, a diferença de potencial entre os pontos A e B. d) Determine, em V, a diferença de potencial entre os pontos B e A. R: a) 36V b) 12V c) 24V d) -24V 46. Considere o campo elétrico gerado pela carga Q = C e os pontos A e B mostrados na figura a seguir. Dado: constante eletrostática a) Determine, em V, o potencial elétrico do ponto A. b) Determine, em V, o potencial elétrico do ponto B. c) Determine, em V, a diferença de potencial entre os pontos A e B. d) Determine, em V, a diferença de potencial entre os pontos B e A. R: a) V A = 18 V b) V B = 12 V c) V AB = 6 V d) V BA = +6 V 47. (Mack-SP) No vácuo ( K. = 9.10 Nm ), a intensidade do vetor campo elétrico e o potencial elétrico em um ponto P do C campo gerado por uma carga puntual valem, respectivamente, N/C e V. A carga elétrica que gera este campo vale: a) C. b) C. c) C. d) C. e) C. 48. (UFPE) Duas cargas elétricas Q e +q são mantidas nos pontos A e B, que distam 82 cm um do outro. Ao se medir o potencial elétrico no ponto C, à direita de B e situado sobre a reta que une as cargas, encontra-se um valor nulo. Se Q = 3. q, qual o valor, em centímetros, da distância BC? R: 46cm

9 49. Determine o potencial resultante no ponto P, imerso no campo elétrico das cargas elétricas Q 1 e Q 2. Dado: 9 K 0 = 9.10 (unidades SI) R: V 50. (UFSC) Sabendo que V AB = V A V B, que a d.d.p. entre A e B é 40 V e que A está mais próximo da carga criadora do campo, podemos afirmar que: a) a carga criadora é positiva. b) o sentido do campo é de A para B. c) o potencial de B é menor que o de A. d) o potencial de B é nulo. e) a carga criadora é negativa. EXERCÍCIOS O trabalho sobre uma carga elétrica depende da trajetória? Justifique 52. O que superfícies equipotenciais? Quais são suas características? 53. (UFSC) Some os valores correspondentes às alternativas corretas. 01. O trabalho realizado sobre uma carga elétrica, para movimentá-la em equilíbrio, sobre uma superfície eqüipotencial, é diferente de zero. 02. A diferença de potencial entre dois pontos de uma mesma superfície eqüipotencial é nula. 04. Num campo elétrico uniforme, as superfícies eqüipotenciais, por serem paralelas às linhas de força, são tangentes ao vetor campo elétrico. 08. As superfícies eqüipotenciais de uma carga elétrica livre no espaço são esféricas e concêntricas com a carga. 16. As linhas de força são paralelas às superfícies eqüipotenciais. R: = (Acafe-SC) As linhas da figura abaixo representam as superfícies eqüipotenciais de um campo eletromagnético. Sabendo-se que a linha central tem potencial nulo e que as restantes apresentam os potenciais, em volts, assinalados na figura, o trabalho, em joules, para levar uma carga elétrica q = 60µC, do ponto A ao ponto B, será: a) 0, b) 0, c) 3, d) 1, e) nulo. 55. (Acafe-SC) O trabalho realizado pela força de interação elétrica para transportar uma carga de 12 C, desde um ponto cujo potencial é de 50 V até outro, de 35 V, é de: a) 150 J. b) 190 J. c) 130 J. d) 180 J. e) 170 J.

10 56. (Acafe-SC) O potencial num determinado ponto A é de 200 V, e num outro ponto B é de 50 V. Se uma carga de 60 C se deslocar do ponto A para o ponto B, o trabalho realizado pelo campo elétrico será de J. a) 3000 b) 6000 c) 9000 d) e) Explique o poder das pontas e de que maneira ele contribui para os sistemas de para-raios? 58. Sejam as afirmativas abaixo. I. O campo elétrico no interior de um condutor é sempre nulo. II. O vetor campo elétrico é tangente à superfície de um condutor carregado em equilíbrio eletrostático. III. O campo elétrico, no interior de um condutor esférico em equilíbrio eletrostático, é nulo. É(são) correta(s): a) I e II. b) I e III. c) I, II e III. d) somente a III. e) nenhuma. 59. (UFSC) Uma esfera metálica possui uma carga de C. Sabendo que o raio da esfera é de 0,2 m, determine o campo elétrico, em N/C, a 0,1 m do centro da esfera. R: 0V 60. (UFSC) Assinale a(s) proposição(ões) correta(s). 01. O campo elétrico, no interior de um condutor eletrizado em equilíbrio eletrostático, é nulo. 02. O campo elétrico, no interior de um condutor eletrizado, é sempre diferente de zero, fazendo com que o excesso de carga se localize na superfície do condutor. 04. Uma pessoa dentro de um carro está protegida de raios e descargas elétricas, porque uma estrutura metálica blinda o seu interior contra efeitos elétricos externos. 08. Numa região pontiaguda de um condutor, há uma concentração de cargas elétricas maior do que numa região plana, por isso a intensidade do campo elétrico próximo às pontas do condutor é muito maior do que nas proximidades de regiões mais planas. 16. Como a rigidez dielétrica no ar é N/C, a carga máxima que podemos transferir a uma esfera de 30 cm de raio é 10 microcoulombs. 32. Devido ao poder das pontas, a carga que podemos transferir a um corpo condutor pontiagudo é menor que a carga que podemos transferir para uma esfera condutora que tenha o mesmo volume. 64. O potencial elétrico, no interior de um condutor carregado, é nulo. R: = 45 EXERCÍCIOS Conceitue capacitância. 62. Qual deve ser o raio de um condutor esférico no vácuo para que tenha uma capacitância de 1F? R: m 63. Explique o que acontece ao conectarmos dois condutores esféricos carregados, com potenciais elétricos diferentes, por meio de um fio condutor. 64. (UFRJ) Uma esfera de 8,0 cm de raio tem, no vácuo, a capacitância de: a) 8,0 F. b) F. c) 8, F. d) 8,9 F. e) 1,0 pf.

11 65. Um condutor esférico maciço de raio R 1 = 10 cm tem uma carga positiva Q 1 = 8,0µC. Um condutor esférico oco, de raio R 2 = 90 cm, tem uma carga elétrica, também positiva, Q 2 = 3,2µC. a) Qual o potencial elétrico de cada condutor? b) Estabelecemos a ligação elétrica entre as superfícies externas dos dois condutores e, após o equilíbrio eletrostático, separamoos. Qual o potencial elétrico de equilíbrio? c) Qual a carga final de cada condutor? R: a) V 1 = V e V 2 = V b) V E = V c) Q 1 = 0,4 e Q 2 = 3,6 66. (FEI-SP) Duas esferas condutoras, de raios R = 10 cm e R 1 2 = 15 cm, estão eletrizadas, no vácuo, e seus potenciais são, respectivamente, V 1 = 1000 V e V 2 = 2000 V. As esferas são colocadas em contato e depois afastadas uma da outra. O novo potencial elétrico de cada esfera será: a) 1800 V. b) 1600 V. c) 1500 V. d) 1400 V. e) 1200 V. 67. (Mack-SP) Para praticar seus conhecimentos de Eletricidade, Sérgio dispõe de duas esferas metálicas A e B. A esfera B possui volume 8 vezes maior que o de A e ambas estão inicialmente neutras. Numa primeira etapa, eletriza-se a esfera A com 4,0 e a B com 5,0. Numa segunda etapa, as esferas são colocadas em contato e atingem o equilíbrio eletrostático. Após a segunda etapa, as cargas elétricas das esferas serão, respectivamente: a) Q A = 1,0µC e Q B = 8,0µC. b) Q A = 8,0µC e Q B = 1,0µC. c) Q A = 4,5µC e Q B = 4,5µC. d) Q A = 6,0µC e Q B = 3,0µC. e) Q A = 3,0µC e Q B = 6,0µC. 68. (UFBA) Some os valores correspondentes às alternativas corretas. Considere-se um condutor esférico de raio R, eletrizado e em equilíbrio eletrostático, num meio material homogêneo e isotrópico. Nessas condições, é correto afirmar: 01. o módulo da força elétrica entre o condutor e uma carga de prova independe da natureza do meio. 02. o módulo do vetor campo elétrico, no interior do condutor, é nulo. 04. o vetor campo elétrico tem direção radial em cada ponto da superfície do condutor. 08. a diferença de potencial, entre dois pontos internos do condutor, é constante e diferente de zero. 16. a capacitância do condutor depende de R. R: = (Mack-SP) Numa reunião de colegas de classe, um deles propôs a outros cinco o seguinte problema: Três esferas metálicas inicialmente isoladas uma da outra, eletrizadas com cargas de mesmo valor e de volumes, respectivamente, iguais a V, 8V e 27V, são colocadas em contato entre si. Após atingirem o equilíbrio eletrostático, elas são novamente separadas. Indagando aos seus 5 colegas sobre o que ocorre com as cargas elétricas dessas esferas após a última separação, foram registradas as afirmações abaixo, sendo que a única correta é: a) As três esferas continuarão com a mesma carga inicial. b) A esfera menor é a única que continuará com a mesma carga inicial. c) A esfera maior é a única que continuará com a mesma carga inicial. d) A esfera menor ficará com metade de sua carga inicial. e) A esfera maior ficará com metade de sua carga inicial. 70. (UFSC) Uma esfera condutora 1, de raio R 1, está eletricamente carregada com uma carga Q 1 e apresenta um potencial elétrico V 1. A esfera condutora 1 é ligada, por meio de um fio condutor de dimensões desprezíveis, a uma esfera condutora 2, de raio R 2 e descarregada. Após atingirem equilíbrio eletrostático, a esfera 1 adquire carga Q e potencial V e a esfera 2 adquire carga Q ' 2 e potencial V. 2 ' 1 ' 1 ' Considerando a situação descrita, assinale a(s) proposição(ões) correta(s).

12 01. V = V ' + V ' Q1' = Q2' 04. Q1' + Q 2' =Q1' 08. V1' = V2' Q2' R2 16. = Q ' R V = V ' 1 1 EXERCÍCIOS O que é um capacitor? 72. Do que depende a capacitância de um capacitor? 73. O que significa carregar um capacitor? 74. (Acafe-SC) Ao mexer na parte elétrica de uma casa, muitos acidentes podem ser evitados, tendo-se alguns procedimentos de segurança. Das alternativas relacionadas abaixo, a que corresponde a um procedimento falso é: a) Não se deve lidar com aparelhos elétricos tendo as mãos molhadas. b) Pode-se mexer dentro de um aparelho de TV, tendo sido o mesmo recém-desligado. c) Não se deve ligar na mesma tomada muitos aparelhos, pois os fios podem aquecer, causando curto circuito. d) Ao fazer algum reparo na instalação, deve-se desligar o disjuntor ou a chave geral. e) Ao trocar uma lâmpada incandescente, a rosca metálica da mesma não deve ser tocada, mesmo com o interruptor desligado. 75. (Supra-SC) Muitos equipamentos, como aparelhos de televisão, desfibriladores e lâmpadas de flash, utilizam capacitores que mantêm diferenças de potencial de várias centenas de volts entre suas placas mesmo quando desligados. Os capacitores são componentes eletrônicos constituídos basicamente por duas lâminas metálicas muito finas separadas por fina película de material isolante, que permitem: a) armazenar a energia elétrica para transferi-la lentamente, gerando baixa potência. b) armazenar a energia elétrica para transferi-la rapidamente, gerando alta potência. c) armazenar a energia térmica para fornecê-la rapidamente, gerando alta potência. d) descarregar a energia excedente do circuito. e) descarregar a energia do circuito mediante alta corrente elétrica. 76. (Acafe-SC) Complete corretamente a afirmativa abaixo. Em um capacitor plano e paralelo,. a) as cargas elétricas armazenadas nas placas possuem o mesmo sinal. b) uma placa possui quantidade de carga elétrica diferente da outra. c) a capacitância é inversamente proporcional à área das placas. d) a capacitância é diretamente proporcional à distância ente as placas e) a capacitância depende do dielétrico que se encontra entre as placas. 77. (Acafe-SC) Sejam as afirmativas abaixo. I. A capacitância de um capacitor plano de placas paralelas é diretamente proporcional à área de suas placas. II. Se duplicarmos a distância entre as placas de um capacitor, sua capacitância duplica. III. Se duplicarmos a carga de um capacitor, sua capacitância duplica. Está(ão) correta(s): a) I e II. b) somente III. c) II e III. d) I e III. e) somente I. 78. Um capacitor está carregado com uma carga de 8mC e a diferença de potencial entre as suas armaduras é 500V. Qual a capacitância do capacitor? R: 16µF

13 79. (Puccamp-SP) Um capacitor de 8µF é sujeito a uma diferença de potencial de 30V. A carga que ele acumulou vale: a) 1, C b) 2, C c) 2, C d) 3, C e) 7, C 80. (Puccamp-SP) Um capacitor de 10 está carregado e com uma diferença de potencial de 500 V. Qual é a energia de sua descarga? a) 2,51 J. b) 2,15 J. c) 1,25 J. d) 5,21 J. e) N.d.a. EXERCÍCIOS Por que associar capacitores? 82. Qual a diferença em associar capacitores em série ou em paralelo? 83. Considere a associação de capacitores representada na figura a seguir. Determine: a) a capacitância do capacitor equivalente da associação; b) a carga elétrica armazenada em cada capacitor; c) a carga elétrica total armazenada na associação; d) a d.d.p. entre as placas de cada capacitor; e) a energia potencial armazenada em cada capacitor; f) a energia potencial total armazenada na associação. R: a) C EQ = 6F b) Q 1 = Q 2 = Q 3 =120C c) Q total = 120C d) V 1 = 4V; V 2 = 6V; V 3 = 10V e) E p1 = 2, J; Ep 2 = 3, J; Ep 3 = J f) E pottotal = 1, J 84. (UFSC) Na associação abaixo, determine a tensão (d.d.p.), em volts, no capacitor C 3, sabendo-se que entre os pontos A e B existe uma diferença de potencial igual a 36 volts. Dados: C 1 = 9 x 10-6 F; C 2 = 18 x 10-6 F; C 3 = 6 x 10-6 F. R: 18V

14 85. Calcule o capacitor equivalente entre os pontos A e B para as seguintes associações. a) b) c) R: a) 2µF b) 8,54µF c) 5µF 86. Na associação de capacitores a seguir, C 1 = 12mF, C 2 = 6mF e C 3 = 4mF. A associação está submetida a uma tensão V constante e a carga elétrica armazenada pelo capacitor C 1 é Q 1 = 180mC. Pede-se: a) a capacitância do capacitor equivalente; b) a d.d.p. nos terminais de cada um dos capacitores; c) a carga elétrica armazenada por C 2 e C 3 ; d) a carga elétrica armazenada na associação; e) a energia potencial armazenada na associação. R: a) C EQ = 22mF b) V 1 = V 2 = V 3 = V = 15 volts c) Q 2 = 90mC; Q 1 = 60mC d) Q total = 330mC e) E p = 2,5mJ 87. Três capacitores estão associados, conforme a figura:

15 Aplicando-se entre A e B uma d.d.p. de 8 V, determine: a) a carga em cada capacitor; b) a carga da associação; c) a capacitância do capacitor equivalente; d) a energia potencial elétrica da associação R: a) Q 1 = 16mC; Q 2 = 40mC; Q 3 = 80mC b) Q total = 136mC c) C EQ = 17mF d) E p = 5, J 88. (UFPel-RS) Cinco capacitores estão associados, como mostra a figura abaixo. Sendo a diferença de potencial entre A e B igual a 120 volts, e as capacitâncias C 1 = C 3 = C 5 = 6,0µF e C 2 = C 4 = 2,0µF, determine a carga total armazenada na associação. R: 240µC 89. Calcule a capacidade equivalente entre os pontos A e B. R: 20µF 90. (Esal-MG) No circuito abaixo, a capacitância equivalente vale: a) 2,12 µf. b) 3,00 µf. c) 9,50 µf. d) 3,50 µf. e) 6,00 µf. EXERCÍCIOS Algumas substâncias são classificadas como condutoras, isolantes, semicondutores e supercondutores. Comente as características de cada uma delas. 92. O que é corrente elétrica?

16 93. Qual a diferença entre sentido real e sentido convencional da corrente elétrica? 94. (PUC) Considere os seguintes materiais elétricos: I. lâmpada incandescente com filamento de tungstênio; II. fio de cobre encapado com borracha; III. bocal (receptáculo) de cerâmica para lâmpadas incandescentes; IV. solda elétrica de estanho. Qual das afirmativas abaixo é correta? a) O tungstênio e o cobre são condutores, e o estanho é isolante. b) A cerâmica e o estanho são isolantes, e o tungstênio é condutor. c) A cerâmica, o estanho e a borracha são isolantes. d) O cobre e o tungstênio são condutores, e a cerâmica é isolante. e) O cobre é condutor, e o tungstênio e a borracha são isolantes. 95.Assinale a(s) afirmativa(s) verdadeira(s) e dê o valor total. 01. O corpo humano é um bom condutor elétrico. 02. Os vidros são substâncias que não possuem elétrons livres em sua estrutura atômica. 04. A água pura (H 2 O) é um excelente condutor de eletricidade. 08. Chips de computadores são fabricados com materiais semicondutores, como silício ou germânio. 16. O sentido convencional de corrente elétrica em um condutor é o do movimento das cargas negativas. 32. O próton apresenta carga elétrica positiva; o elétron, negativa; e o nêutron, nula. R: = (Supra-SC) O choque elétrico é o efeito causado por uma corrente elétrica ao passar pelo corpo humano ou de um animal qualquer. O efeito pode ser desde uma sensação de formigamento (corrente de 1 ma a 10 ma) até uma parada cardíaca (corrente acima de 200 ma). Denomina-se intensidade da corrente elétrica, através da secção transversal do condutor, a razão entre o módulo: a) do quadrado da diferença de potencial e a resistência elétrica. b) do quadrado da quantidade de carga elétrica e o intervalo de tempo. c) da diferença de potencial e o intervalo de tempo. d) da quantidade de carga elétrica e o intervalo de tempo. e) da diferença de potencial e o quadrado do intervalo de tempo. 97. (UFSC) Um fio condutor é percorrido por uma corrente elétrica constante de 0,25 A. Calcule, em coulombs, a carga elétrica que atravessa uma seção reta do condutor num intervalo de 160 s. R: 40C 98. (Acafe-SC) Se uma corrente elétrica de 3 A percorre um fio durante 2 minutos, a carga elétrica, em C, que atravessou a secção reta neste tempo é: a) 60. b) 110. c) 360. d) 220. e) O gráfico abaixo representa uma corrente em função do tempo através de um condutor. A carga elétrica que atravessa esse condutor entre os instantes t 1 = 1 s e t 2 = 4 s é: a) 9 C. b) 12 C. c) 18 C. d) 24 C. e) 30 C.

17 100. A intensidade de corrente elétrica i que flui num condutor em função do tempo t está representada no gráfico a seguir. A carga elétrica que passa através de uma secção transversal desse condutor entre os instantes t = 0 s e t = 2,5 s e, em coulomb, igual a: a) 2,5. b) 10. c) 12,5. d) 15. e) 17,5. EXERCÍCIOS Explique do ponto de vista microscópico a resistência elétrica de um condutor O que é um resistor? Onde podemos encontrá-lo e quais são suas aplicações? 103. Analise as afirmações apresentadas a seguir. I. Resistência é a propriedade que os materiais possuem de se opor à passagem da corrente elétrica. II. Define-se resistência elétrica como o quociente entre a diferença de potencial aplicada às extremidades do condutor e a corrente elétrica que o atravessa. III. O chuveiro e o aquecedor elétrico são exemplos de aplicações de resistores como aquecedores. Está(ão) correta(s): a) somente I e II. b) apenas II e III. c) Nenhuma das afirmações está correta. d) Todas as afirmações estão corretas. e) somente I e III (Faap-SP) Ao consertar uma tomada, uma pessoa toca um dos fios da rede elétrica com uma mão e outro fio com a outra mão. A d.d.p. da rede é V = 220 V e a corrente elétrica através do corpo é i = A. Determine a resistência elétrica da pessoa. a) 22000Ω b) 11000Ω c) 55000Ω d) Ω e) 88000Ω 105. Uma bateria ideal de 9 V alimenta o circuito de uma lâmpada. Sabe-se que a resistência desta é de 12Ω e que a bateria permanece ligada por 100 s. A carga elétrica que atravessa a secção transversal do condutor é: a) 35 C. b) 45 C. c) 55 C. d) 65 C. e) 75 C Enuncie a 1ª e a 2ª lei de Ohm De que maneira a temperatura pode influenciar na resistência elétrica de um condutor?.

18 108. (UFSC) O gráfico refere-se a dois condutores, A e B, de metais idênticos e mesmo comprimento. Na situação mostrada, é correto afirmar: 01. Nenhum dos condutores obedece à Lei de Ohm. 02. Ambos os condutores obedecem à Lei de Ohm. 04. O condutor que possui maior área de sua seção reta transversal é o A. 08. O condutor que possui maior área de sua seção reta transversal é o B. 16. O condutor que tem a maior resistividade é o A. 32. O condutor que tem a maior resistividade é o B. 64. A resistividade de ambos os condutores é a mesma, mas a resistência do condutor B é maior do que a do condutor A. R: = (Mack-SP) Um fio metálico tem resistência elétrica igual a 10Ω. A resistência elétrica de outro fio de mesmo material, com o dobro do comprimento e dobro do raio da secção transversal, é: a) 20Ω. b) 15Ω. c) 10Ω. d) 5Ω. e) 2Ω (PUC-RS) Dois fios cilíndricos de alumínio, A e B, de igual diâmetro, possuem respectivamente 20 cm e 200 cm de comprimento. A razão de suas resistências elétricas R A /R S é: a) 0,10. b) 0,20. c) 1,0. d) 2,0. e) 10. EXERCÍCIOS (PUC-MG) Em uma sala existem duas lâmpadas acesas, ligadas a um único interruptor. Em um certo instante, uma das lâmpadas se apaga enquanto a outra permanece acesa. Em relação a esse fato, foram formuladas as seguintes hipóteses: I. Se apenas uma das lâmpadas se apagou, elas estão ligadas em série. II. Se o defeito fosse no interruptor, as duas lâmpadas se apagariam. III. Se as duas lâmpadas estivessem ligadas em série, o rompimento do filamento de uma delas interromperia a corrente também na outra. A hipótese está correta em: a) I apenas. b) I e II. c) I e III. d) II e III (Supra-SC) Uma lanterna comum é composta por um conjunto de pilhas, uma lâmpada, um interruptor liga/desliga, uma placa e uma mola metálica que conecta a lâmpada às pilhas. Esses componentes formam o circuito elétrico da lanterna. A respeito desse circuito elétrico, podemos afirmar que: a) o circuito está fechado quando a lâmpada está acesa. b) o circuito está aberto quando a lâmpada está acesa. c) o circuito está fechado quando a lâmpada está apagada. d) o circuito está sempre fechado, independentemente de a lâmpada estar acesa ou apagada. e) o circuito está sempre aberto, independentemente de a lâmpada estar acesa ou apagada.

19 113. Uma d.d.p. contínua e constante é aplicada sobre dois resistores conforme representa o esquema abaixo. A diferença de potencial, em volts, entre os pontos A e B do circuito, vale: a) 20. b) 15. c) 10. d) 8. e) Considere o circuito abaixo. Determine: a) a resistência equivalente; b) a intensidade da corrente no circuito; c) a d.d.p. em cada resistor. R: a) 16Ω b) 3A c) 12V e 36V 115. Quando um fio ideal é ligado aos dois terminais de um resistor, ele se constitui num curto-circuito. A corrente elétrica passa toda pelo "curto", desviando-se do resistor. Na associação abaixo há três resistores, e um deles está em curto-circuito. Esquematize o caminho da corrente elétrica e determine a resistência equivalente da associação entre os pontos A e B. R: 8Ω 116. (Unicenp-PR) Numa residência, há uma TV conectada numa tomada. O morador, ao adquirir um aparelho de vídeo, percebeu que não havia outra tomada para conectá-lo, quando resolveu procurar ajuda. Foi orientado que deveria comprar um "tê" (benjamim) para que o vídeo e a TV pudessem ser ligados na mesma tomada. A respeito dessa ligação, é correto afirmar que: a) a TV e o vídeo estão conectados em série, portanto só funcionam se ambos forem ligados simultaneamente. b) a TV e o vídeo estão conectados em série, porém a TV pode funcionar com o vídeo desligado. c) a TV e o vídeo estão conectados em paralelo, portanto só funcionam se forem ligados simultaneamente. d) a TV e o vídeo estão ligados em paralelo, portanto a TV funciona independentemente do vídeo estar ou não ligado. e) se apenas a TV for ligada, tem-se uma ligação em paralelo e, se ambos forem ligados, a ligação é em série.

20 117. (Acafe-SC) No esquema abaixo, R 1 = 20Ω, R 2 = 80Ω e V AB = 8,0 V. Podemos afirmar que a resistência equivalente, a corrente elétrica em R 1 e a corrente elétrica em R 2 valem, respectivamente: a) 1,6Ω; 0,40 A; 0,50 A. b) 100Ω; 0,50 A; 0,50 A. c) 16Ω; 0,40 A; 0,10 A. d) 100Ω; 0,10 A; 0,40 A. e) 1,6Ω; 50 A; 5,0 A (UEPB) No circuito indicado na figura, os três resistores R 1, R 2 e R 3 estão submetidos à mesma diferença de potencial V. Os valores da corrente elétrica i 3 que passa pelo resistor R 3 e o da resistência equivalente da associação, entre os pontos A e B, são, respectivamente: 7 a) 1A e 20 Ω b) 1A e 20 7 Ω c) 2A e 20 6 Ω 6 d) 2A e 20 Ω 5 e) 3A e 20 Ω 119.(Acafe-SC) Observe a figura a seguir: Na figura, os valores, em ampères, das correntes elétricas i 1, i 2 e i 3 são, respectivamente: a) 12; 0; 0. b) 4; 4; 4. c) 0; 8; 4. d) 6; 2;, 4. e) 0; 4; Observe a associação de resistores entre os pontos A e B da figura abaixo. Podemos afirmar que: a) os resistores estão em curto-circuito e a resistência equivalente vale zero. b) os resistores estão em série e a resistência equivalente vale 11 ohms. c) há um resistor em curto-circuito e a resistência equivalente vale 2 ohms. d) há dois resistores em curto-circuito e a resistência equivalente vale 2 ohms.

21 e) os resistores estão em paralelo e a resistência equivalente vale 1 ohm (Uespi) A figura abaixo mostra uma rede de resistores. Qual o valor aproximado da resistência equivalente a essa rede? a) 1,2Ω. b) 1,9Ω. c) 4,2Ω. d) 8,0Ω. e) 16,2Ω Determine em ohms, a resistência equivalente entre os pontos A e B para a associação de resistores mostradas na figura abaixo. R: 3Ω 123. Quatro resistores idênticos estão associados conforme a ilustração abaixo. Quando a chave (ch) está aberta, tem-se uma intensidade de corrente de 0,50 A e, quando a chave está fechada, a intensidade de corrente é de: a) 0,10 A. b) 0,25 A. c) 0,50 A. d) 1,0 A. e) 2,5 A Qual é o valor, em ohms, da resistência equivalente R AB, da associação de resistores abaixo representada? R: 31Ω

22 125. (UFSC) Para que os alunos observassem a conservação da corrente elétrica em um circuito elementar, o professor solicitou aos seus alunos que montassem o circuito abaixo (fig. 1), onde L 1, L 2, L 3 e L 4 são lâmpadas incandescentes comuns de lanterna todas iguais, e P 1 e P 2 são pilhas de 1,5 V. Ao fechar o circuito (fig. 2), os alunos observaram que somente as lâmpadas L 1 e L 4 brilhavam acesas e que as lâmpadas L 2 e L 3 não emitiam luz. Assinale a(s) proposição(ões) correta(s). 01. As lâmpadas L 2 e L 3 estão submetidas a uma diferença de potencial menor do que as lâmpadas L 1 e L A corrente elétrica que passa através da lâmpada L 2 tem a mesma intensidade da corrente que passa através da lâmpada L As lâmpadas L 2 e L 3 não emitem luz porque estão submetidas a uma diferença de potencial maior do que as lâmpadas L 1 e L A única causa possível para as lâmpadas L 2 e L 3 não emitirem luz é porque seus filamentos estão queimados, interrompendo a passagem da corrente elétrica. 16. As lâmpadas L 2 e L 3 não emitem luz porque a corrente elétrica não passa por elas. 32. Uma causa possível para as lâmpadas L 2 e L 3 não apresentarem brilho é porque as correntes elétricas que passam por elas não têm intensidade suficiente para aquecer seus filamentos a ponto de emitirem luz. 64. A intensidade da corrente elétrica que passa através das lâmpadas L 1 e L 4 é igual ao dobro da intensidade da corrente elétrica que passa através das lâmpadas L 2 e L 3. EXERCÍCIOS (Unicenp-PR) A ponte de Wheatstone serve para determinar o valor de uma resistência elétrica desconhecida. Ela está equilibrada quando o galvanômetro, ligado conforme a figura abaixo, indicar leitura zero. Se, no circuito ao lado, o galvanômetro indica leitura zero, a intensidade de corrente elétrica i vale: a) 3 A. b) 4 A. c) 5 A. d) 6 A. e) 7 A.

23 127. (UFSC) O circuito abaixo é o de uma ponte de fio e serve para a determinação de uma resistência desconhecida R X. Sabendo que a ponte da figura está equilibrada, isto é, o galvanômetro G não acusa nenhuma passagem de corrente elétrica, determine o valor numérico de R x (em ohms) na situação de equilíbrio considerando que 1 = 20 cm e 2 = 50 cm. R: 40Ω 128. (UFS-SE) Cinco resistores são associados como mostra o esquema. A resistência equivalente da associação, vista pelos terminais A e B, em ohms, vale: a) 270. b) 180. c) 90. d) 45. e) No circuito a seguir, as resistências são idênticas e, conseqüentemente, é nula a diferença de potencial entre B e C. Qual a resistência equivalente entre A e D? a) R/2 b) R. c) 5R/ 2 d) 4R e) 5R (Osec-SP) No circuito abaixo, R 1 =210W, R 2 = 30,0W, AB é um fio homogêneo de seção constante, resistência 50,0W e comprimento 500 mm. Obteve-se o equilíbrio da ponte para L = 150 mm. O valor de X é, em ohms: a) 120. b) 257. c) 393. d) 180. e) 270.

24 EXERCÍCIOS O que é efeito Joule? Onde podemos verificar este fenômeno no nosso cotidiano? 132. Qual a função de um disjuntor? Qual o princípio de funcionamento deste dispositivo? 133. (Acafe-SC) O chuveiro do banheiro de Paulo é de 3000W de potência e o disjuntor pelo qual passa a corrente elétrica do chuveiro é de 20A. A tensão da rede elétrica na região onde Paulo mora é de 220V. Se trocar o seu chuveiro por um de 6000 W de potência, para ele funcionar normalmente: a) deverá substituir o disjuntor por outro de 10 A. b) poderá usar o mesmo disjuntor. c) deverá substituir o disjuntor por outro de 15 A. d) deverá substituir o disjuntor por outro de 25 A. e) deverá substituir o disjuntor por outro de 30 A Um eletrodoméstico que tem seu funcionamento baseado no efeito Joule é o(a): a) forno de microondas. b) liquidificador. c) geladeira. d) ferro de passar roupa. e) aspirador de pó (Supra-SC) Um jovem casal instalou em sua casa uma ducha de 7700 watt/220 V. No entanto, toda vez que o casal ligava a ducha na potência máxima, desarmava-se o disjuntor e a ducha deixava de aquecer. Assim, pediu socorro a um eletricista; este substituiu o velho disjuntor por outro, e a ducha passou a funcionar normalmente. A partir desses dados, pede-se corretamente a possível troca efetuada pelo eletricista. a) Substituir o velho disjuntor de 40 ampères por um novo de 20 ampères. b) Substituir o velho disjuntor de 30 ampères por um novo de 20 ampères. c) Substituir o velho disjuntor de 20 ampères por um novo de 30 ampères. d) Substituir o velho disjuntor de 20 ampères por um novo de 40 ampères. e) Substituir o velho disjuntor de 10 ampères por um novo de 20 ampères (Udesc) Uma lâmpada incandescente de 60 W é ligada a uma tomada - padrão de 220 V. a) Calcule o custo financeiro para manter a lâmpada acesa durante um dia inteiro supondo que o custo da energia elétrica seja de 16 centavos de real por quilowatt-hora. b) Calcule o valor da resistência da lâmpada. c) Calcule a intensidade da corrente que atravessa a lâmpada. R: a) R$ 0,23 b) 806.6Ω c) 0,27A 137. (PUC-RS) Na entrada de rede elétrica de 120 V, contendo aparelhos puramente resistivos, existe um único disjuntor de 50 A. Por segurança, o disjuntor deve desarmar na condição em que a resistência equivalente de todos os aparelhos ligados é menor que: a) 0,42Ω. b) 0,80Ω. c) 2,40Ω. d) 3,50Ω. e) 5,60Ω (PUC-PR) Um determinado circuito elétrico de uma residência, cuja tensão elétrica é de 120 V, é constituído por cinco tomadas de corrente onde eventualmente são ligados alguns tipos de aparelhos abaixo relacionados. O circuito é protegido por um disjuntor (fusível) de 15,0 A. Máquina de lavar roupas potência de 480 W Aquecedor elétrico potência de 1200 W Enceradeira potência de 360 W Aspirador de pó potência de 720 W Televisão potência de 240 W O circuito será interrompido pelo disjuntor (fusível) ao se ligarem simultaneamente: a) máquina de lavar roupa e aquecedor. b) máquina de lavar roupa, enceradeira e televisão.

25 c) enceradeira, aspirador de pó e televisão. d) aquecedor e aspirador de pó. e) Em nenhum dos casos apresentados o circuito será interrompido (UFSC) A meta de economia no consumo de energia elétrica da residência de uma família brasileira, submetida às medidas de racionamento de energia elétrica, é igual a 138 kwh em um determinado mês. Visando a atender a meta de economia fixada pela empresa fornecedora de energia elétrica, a família listou os equipamentos elétricos cujo consumo planeja diminuir, considerando sua potência e seu tempo de uso atual, por unidade (quadro 1). Quadro 1 Situação atual Reunida, a família dispôs-se às seguintes medidas de economia, resumidas no quadro 2: reduzir o tempo de banho diminuindo em 10 minutos por dia o uso de cada chuveiro elétrico; desligar a torneira elétrica; desligar o congelador; trocar as 4 lâmpadas incandescentes de 100 W por lâmpadas fluorescentes de 20 W cada uma. Quadro 2 Situação proposta Considerando a situação descrita, assinale a(s) proposição(ões) correta(s). 01. Somente a economia proporcionada pela diminuição do tempo de uso dos chuveiros atinge 112 kwh por mês. 02. Desligar o congelador proporciona uma economia maior do que desligar a torneira elétrica. 04. O cumprimento de todas as medidas propostas significará uma redução do consumo de energia elétrica mensal em 284 kwh mais do que o dobro da meta de economia pretendida. 08. A maior economia de consumo mensal de energia elétrica foi proporcionada pela redução no tempo de uso dos dois chuveiros. 16. A troca de lâmpadas significou uma economia de consumo mensal de 48 kwh. 32. Somente desligando o congelador e a torneira elétrica, já é possível ultrapassar a meta de economia de consumo de energia elétrica fixada. 64. Com as medidas propostas, a família não atingirá a meta de economia de consumo de energia elétrica fixada. R: = (UFSC) O quadro abaixo apresenta os equipamentos elétricos de maior utilização em uma certa residência e os respectivos tempos médios de uso/funcionamento diário, por unidade de equipamento. Todos os equipamentos estão ligados em uma única rede elétrica alimentada com a voltagem de 220 V. Para proteção da instalação elétrica da residência, ela está ligada a um disjuntor, isto é, uma chave que abre, interrompendo o circuito, quando a corrente ultrapassa um certo valor. Assinale a(s) proposição(ões) correta(s).

26 01. Somente os dois chuveiros elétricos consomem 195 kwh em 30 dias. 02. Considerando os equipamentos relacionados, o consumo total de energia elétrica em 30 dias é igual a 396 kwh. 04. É possível economizar 32,5 kwh em 30 dias diminuindo em 5 minutos o uso diário de cada chuveiro. 08. Se os dois chuveiros forem usados simultaneamente, estando ligados em uma mesma rede e com um único disjuntor, este teria que suportar correntes até 40 A. 16. Em 30 dias, se o kwh custa R$0,20, a despesa correspondente apenas ao consumo das lâmpadas é R$16, Em 30 dias, o consumo de energia da geladeira é menor do que o consumo total dos dois televisores. 64. Em 30 dias, o consumo de energia das lâmpadas é menor do que o consumo da geladeira. R: = 23 EXERCÍCIOS Tem-se um gerador de f.e.m. 100 V e resistência interna 2Ω. Calcule: a) a d.d.p. nos seus terminais quando o gerador não é percorrido por corrente elétrica; b) a intensidade de corrente que o atravessa quando está em curto-circuito; c) a d.d.p. nos seus terminais nas condições do item anterior. R: a) 100V b) 50A c) zero 142. O gráfico abaixo mostra como varia a intensidade da corrente que passa por um gerador em função da diferença de potencial que existe entre seus terminais. Determine a força eletromotriz e a resistência interna desse gerador. R: 5Ω 143. (FMIt-MG) Calcular a intensidade da corrente, em ampères, que atravessa o gerador no circuito abaixo. a) 2 b) 3 c) 5 d) 1,75 e) 0, (Mack-SP) A bateria de um automóvel é um gerador reversível de força eletromotriz 12 V e resistência interna 0,8Ω. Quando essa bateria é ligada a um circuito e é percorrida por corrente elétrica de intensidade 5 A, a potência transferida ao circuito é: a) 20 W. b) 30 W. c) 36 W. d) 40 W. e) 60 W (Uece) Uma célula fotovoltaica gera uma diferença de potencial de 0,10V entre os terminais de uma resistência de 500Ω e de 0,15 V quando a resistência for de 1000Ω. A resistência interna desta célula é: a) 2,0 x 10 3 Ω. b) 1,5 x 10 3 Ω. c) 5,0 x 10 3 Ω. d)1,0 x 10 3 Ω.

27 146. (Mack-SP) No circuito elétrico representado ao lado, o voltímetro e o amperímetro são ideais. Observa-se que, com a chave ch aberta, o voltímetro marca 30 V e, com ela fechada, o amperímetro marca 2A. A resistência r 1 do receptor vale: a) 0,5Ω. b) 1Ω. c) 2Ω. d) 3Ω. e) 4Ω (UFSC) Quando o circuito visto na figura abaixo está aberto, o voltímetro V indica 2 volts. Fechada a chave Ch, a leitura do amperímetro A é 0,1 ampère. Calcule, em ohms, a resistência interna da bateria admitindo que os instrumentos sejam ideais. R: 2Ω 148. (UFSC) A resistência elétrica equivalente do circuito mostrado abaixo é igual a 10, e as correntes elétricas (I 1 e I 2 ) nos resistores R 1 e R 2 são iguais a 3 ampères e 2 ampères, respectivamente. Calcule a força eletromotriz, em volts, para este circuito. R: 50V 149. (UFSC) No circuito abaixo, a força eletromotriz é variada de 0 até 80 volts (a resistência interna da fonte é nula). Os gráficos das d.d.p. em função das correntes que percorrem os resistores R 1 e R 2 são, respectivamente:

28 No resistor ôhmico, isto é, naquele que obedece à lei de Ohm, determine a potência dissipada, em watts, quando a d.d.p. no mesmo for igual a 60 volts. R: 18W 150. (Mack-SP) Uma bateria real está fornecendo máxima potência a um circuito externo. O rendimento da bateria nessas condições é: a) 50%. b) 25%. c) 75%. d) 100%. e) diferente desses. EXERCÍCIOS Por que associar geradores? Comente situações no seu cotidiano em que se faz necessário associar geradores Qual a vantagem de associar geradores em série? 153. Qual a vantagem em associar geradores em paralelo? 154. (Fean-SC) Considere o circuito ao lado, no qual três pilhas grandes de 1,5 volts cada uma delas estão associadas em paralelo e conectadas à lâmpada, que está acesa e dissipando a potência para a qual foi fabricada. Com base nessas informações, some os valores que correspondem às sentenças corretas.

29 01. Usando as três pilhas grandes de 1,5 volts ou substituindo-as por três pequenas, daquelas tipo palito usadas em walkman, todas também de 1,5 volts, a tensão à qual a lâmpada é submetida e o tempo de funcionamento até as pilhas gastarem serão idênticos. 02. O fato de as três pilhas serem grandes significa que suas resistências internas são menores do que se as pilhas fossem tamanho palito. 04. Se você substituir as três pilhas grandes por apenas uma de igual tamanho, a intensidade da corrente elétrica que percorrerá as lâmpadas não sofrerá alteração. 08. Como as pilhas estão em paralelo, a tensão total por elas fornecida é numericamente igual ao somatório das tensões fornecidas por cada uma delas. 16. Se, utilizando o mesmo material representado na figura, as pilhas forem associadas em série e seus terminais conectados à lâmpada, esta tende a queimar. R: = (UFSC) As figuras abaixo mostram dois circuitos elétricos simples contendo uma associação mista (figura 1) e uma associação em série (figura 2) de pilhas iguais ligadas a um mesmo resistor R. Em ambos os circuitos, A e V representam, respectivamente, um amperímetro e um voltímetro ideais. Todas as pilhas apresentam força eletromotriz ε =1,5 V e resistência interna igual a 1,0 cada uma. Assinale a(s) proposição(ões) correta(s). 01. As duas associações apresentam a mesma força eletromotriz equivalente, igual a 4,5 V. 02. A resistência interna equivalente é maior na associação de pilhas mostrada no circuito representado na figura A leitura dos voltímetros apresenta o mesmo valor nos dois circuitos elétricos. 08. A leitura do voltímetro do circuito representado na figura 1 indica um valor maior do que a leitura do voltímetro do circuito representado na figura A leitura do amperímetro no circuito representado na figura 1 apresenta um valor maior do que a leitura do amperímetro no circuito representado na figura A dissipação da potência elétrica por efeito Joule é menor na associação de pilhas da figura A leitura dos amperímetros apresenta um mesmo valor nos dois circuitos elétricos. R: = (Supra-SC) Uma pilha comum (usada em lanternas, rádios, etc.) tem suas extremidades denominadas de pólo positivo e pólo negativo, cuja voltagem entre os pólos é de 1,5 V. Pode-se juntar mais de uma pilha através de associações: em série, em paralelo ou mista. Uma lanterna que necessita de 3 pilhas ligadas em série se, as mesmas fossem trocadas por 3 pilhas ligadas em paralelo, teria a voltagem: a) o triplo da anterior. b) a metade da anterior. c) igual à anterior. d) o dobro da anterior. e) um terço da anterior. 157.(Supra-SC) A força eletromotriz de uma bateria de carro é de 12 volts. As pilhas usadas em lanternas e rádios portáteis, por exemplo, possuem f.e.m. de 1,5 volt. Já as minúsculas baterias utilizadas em relógios fornecem cerca de 0,8 volt. A intensidade da força eletromotriz depende apenas do tipo de material que é utilizado para fabricar a bateria ou pilha. Uma lanterna que utiliza três pilhas de 1,5 volt cada as associa em série para: a) aumentar a diferença de potencial. b) aumentar a corrente elétrica e reduzir a potência elétrica da lâmpada. c) aumentar a resistência elétrica da lâmpada. d) reduzir a diferença de potencial. e) reduzir a corrente elétrica.

30 158. (Mack-SP) Para um certo equipamento eletrônico funcionar normalmente, utiliza-se uma fonte de alimentação de 6,0 V, a qual pode ser obtida pela associação adequada de algumas pilhas de 1,5 V. Considerando que essas pilhas são geradores elétricos ideais, duas associações possíveis são: R: C 159. Considere 5 pilhas cada uma com f.e.m. 1,5 V e corrente de curto-circuito de 3,0 A. Essas pilhas são associadas em paralelo. A f.e.m. e a resistência interna equivalente da pilha são, respectivamente: a) 7,5 V e 2,5Ω. b) 0,30 V e 0,10Ω. c) 7,5 V e 0,10Ω. d) 1,5 V e 0,10Ω. e) 1,5 V e 2,5Ω. 160.

31 Um perigo para os mergulhadores em rios e oceanos é o contato com peixes elétricos. Sabe-se que essa espécie produz eletricidade a partir de células biológicas (eletroplacas) que funcionam como baterias elétricas. Certos peixes elétricos encontrados na América do Sul contêm um conjunto de eletroplacas organizadas de forma análoga ao circuito elétrico representado na figura acima. Existem, ao longo do corpo deles, 150 linhas horizontais com 5000 eletroplacas por linha. Cada eletroplaca tem uma força eletromotriz () de 0,15 V e uma resistência elétrica (R) interna de 0,30Ω. A resistência da água (R água ) em torno do peixe deve ser considerada igual a 740Ω. Com base nessas informações, calcule as seguintes quantidades. a) O número total de eletroplacas do peixe elétrico. Expresse a quantidade calculada em milhares de eletroplacas. b) A resistência equivalente em cada linha de eletroplacas, em ohms. c) A resistência equivalente do peixe elétrico observada entre os pontos A e B, em ohms. d) A potência dissipada no peixe elétrico, em watts, quando este está submerso na água. R: a) eletroplacas b) 1500W c) 10Ω d) 10W EXERCÍCIOS (Acafe-SC) Uma corrente i = 2,0A atravessa uma bateria de f.e.m. ε = 12V e resistência interna r = 0,5Ω conforme mostra a figura abaixo. A alternativa que apresenta o valor da d.d.p., em V, entre os pontos A e B é: a) 13. b) 12. c) 11. d) 10. e) Um motor elétrico consome uma potência de 1200W, sob d.d.p. de 120V e dissipa, sob a forma de calor, uma potência de 400W. Determine: a) a intensidade da corrente que o atravessa; b) sua potência útil; c) sua resistência interna; d) sua f.c.e.m. R: a) 10A b) 800W c) 4Ω d) 80V 163. A tensão elétrica nos terminais de um receptor varia com a intensidade da corrente de acordo com o gráfico ao lado. Determine: a) a f.c.e.m. e a resistência do receptor; b) a energia elétrica que o receptor consome em 3h quando sob tensão de 36V. Dê a resposta em kwh. R: a) 30V b) 0,324kWh 164. Um motor elétrico com rendimento de 60% está ligado a uma tomada de 120V. Para uma corrente de 4A que o atravessa, determine: a) a força contra-eletromotriz; b) a resistência interna; c) as potências recebida, útil e dissipada. R: a) 72V b) 12Ω c) 192W

32 165. Um motor elétrico tem força contra-eletromotriz de 60V e resistência de 6Ω. Calcule a diferença de potencial entre seus terminais quando esse motor é atravessado por corrente elétrica de intensidade 8A. R: 108V 166. Um motor elétrico consome uma potência de 1200W, sob d.d.p. de 120V e dissipa, sob a forma de calor, uma potência de 500W. Determine: a) a intensidade da corrente que o atravessa; b) sua potência útil; c) sua resistência interna; d) sua f.c.e.m. R: a) 10A b) 700W c) 5Ω d) 70V 167. Nos gráficos a seguir, estão representadas as curvas características de um gerador, de um receptor e de um resistor. Esses dispositivos são ligados, formando um circuito simples gerador receptor resistor. Determine a intensidade da corrente elétrica no circuito. R: 1A 168. (Udesc) O valor da intensidade de corrente (em A) no circuito abaixo é: a) 1,50. b) 0,62. c) 1,03. d) 0,50. e) 0, (Supra-SC) A intensidade da corrente do circuito abaixo é: a) 2 A. b) 6 A. c) 5 A. d) 4 A. e)8 A.

33 170. (UFSC) Na figura abaixo, determine o valor de R x (em ohms) a fim de que a corrente total, fornecida pelas fontes de força eletromotriz ε 1 e ε 2, seja igual a 2 ampères. Dados: ε 1 = 48 volts ε 2 = 4 volts r 1 = 1,2 r 2 = 0,8 R 1 = 10 R 2 = 20 R: 10Ω EXERCÍCIOS Qual a origem do campo magnético dos imãs? 172. Os pólos de um imã podem ser separados? Explique As substâncias magnéticas são classificadas em quais tipos? Descreva as propriedades de cada uma delas (Acafe-SC) Um ímã permanente, cujos pólos norte e sul estão indicados na figura abaixo, é dividido em três partes iguais, 1, 2 e 3. É correto afirmar que: a) a parte 1 terá dois pólos norte, pois sua extremidade direita ficará muito próxima do pólo norte original. b) cada parte constituirá um ímã independente, alternando-se os pólos norte e sul. c) a parte 2 não terá pólos. d) a parte 3 terá somente um pólo sul, à direita, já que não é possível a formação de um pólo quando um ímã é cortado. e) somente as partes 1 e 3 formarão dois novos ímãs (UFSC) As afirmativas abaixo referem-se a fenômenos magnéticos. Assinale a(s) proposição(ões) verdadeira(s). 01. Um estudante quebra um ímã ao meio, obtendo dois pedaços, ambos com pólo sul e pólo norte. 02. Um astronauta, ao descer na Lua, constata que não há campo magnético na mesma, portanto ele poderá usar uma bússola para se orientar. 04. Uma barra imantada se orientará ao ser suspensa horizontalmente por um fio preso pelo seu centro de gravidade ao teto de um laboratório da UFSC. 08. Uma barra não-imantada não permanecerá fixa na porta de uma geladeira desmagnetizada, quando nela colocada. 16. Uma das formas de desmagnetizar uma bússola é colocá-la num forno quente. 32. Uma das formas de magnetizar uma bússola é colocá-la numa geladeira desmagnetizada. R: = (UFSC) Uma bússola aponta aproximadamente para o norte geográfico porque: I. o norte geográfico é aproximadamente o norte magnético; II. o norte geográfico é aproximadamente o sul magnético; III. o sul geográfico é aproximadamente o norte magnético; IV. o sul geográfico é aproximadamente o sul magnético. Está(ão) correta(s): a) I e IV. b) somente III. c) II e III. d) somente IV. e) nenhuma.

34 177. (UFRGS) Um prego de ferro AB, inicialmente não-imantado, é aproximado do pólo sul (S) de um ímã permanente, conforme mostra a figura. Nessa situação, forma-se um pólo e o ímã e o prego se. Assinale a alternativa que preenche de forma correta as duas lacunas, respectivamente. a) sul em A atraem b) sul em A repelem c) sul em B repelem d) norte em A atraem e) norte em B atraem 178. (Acafe-SC) Complete corretamente e em seqüência a seguinte frase: Devido às linhas de indução do campo da Terra, a agulha de uma bússola naturalmente ficará a estas linhas no ponto onde estiver situada. a) elétrico; tangente b) gravitacional; tangente c) gravitacional; perpendicular d) magnético; perpendicular e) magnético; tangente 179. (Acafe-SC) Complete corretamente a afirmativa. Uma carga elétrica puntiforme em movimento. a) retilíneo produz somente campo magnético. b) retilíneo produz somente campo elétrico. c) retilíneo produz campo elétrico e magnético. d) curvilíneo produz somente campo magnético. e) curvilíneo não produz campo elétrico nem magnético (Acafe-SC) Uma bússola, com uma agulha orientada inicialmente na direção norte/sul da Terra, é colocada entre os pólos de um ímã, conforme a figura abaixo. O ímã possui um campo magnético da mesma ordem de grandeza do campo magnético terrestre. A orientação resultante da agulha é: R: D EXERCÍCIOS 19

35 181.(PUC-SP) Na experiência de Oersted, o fio de um circuito passa sobre a agulha de uma bússola. Com a chave C aberta, a agulha alinha-se como mostra a figura 1. Fechando-se a chave C, a agulha da bússola assume nova posição (figura 2). A partir desse experimento, Oersted concluiu que a corrente elétrica estabelecida no circuito: a) gerou um campo elétrico numa direção perpendicular à da corrente. b) gerou um campo magnético numa direção perpendicular à da corrente. c) gerou um campo elétrico numa direção paralela à da corrente. d) gerou um campo magnético numa direção paralela à da corrente. e) não interfere na nova posição assumida pela agulha da bússola que foi causada pela energia térmica produzida pela lâmpada Um fio muito longo, perpendicular ao plano do papel, é percorrido por uma forte corrente contínua. No plano do papel há duas bússolas próximas ao fio. Qual é a configuração de equilíbrio das agulhas magnéticas? R: E

36 183. (UFMG) Observe a figura. Um fio condutor, transportando uma corrente contínua de grande intensidade, passa pelo centro de um cartão. A corrente tem o sentido indicado na figura. Indique a alternativa que melhor representa as linhas de indução do campo magnético criado pela corrente i no plano do cartão. R: D 184. (Ufes) A figura mostra a agulha de uma bússola, colocada sobre uma placa horizontal e à distância r de um fio reto vertical. Com a chave ch desligada, a agulha toma a orientação indicada. Fechando-se a chave, obtém-se, no ponto onde ela se encontra, um campo magnético muito maior que o campo magnético terrestre. Nessas condições a alternativa que melhor representa a orientação final da agulha é: R: D 185. (UEL-PR) Um fio condutor longo e retilíneo, quando percorrido por uma corrente elétrica, cria um campo magnético nas 7 suas proximidades. A permeabilidade magnética é µ 0 = 4 π.10 Tm. / A Observe a figura abaixo.

37 Se a corrente elétrica é de 5,0 A, o campo magnético criado num ponto P distante 0,20 m do fio, conforme a figura, vale: a) 1, T, orientado como a corrente i. b) 1, T, perpendicular ao plano do papel, para fora. c) 5, T, dirigido perpendicularmente ao fio, no próprio plano do papel. d) 5, T, orientado contra a corrente i. e) 5, T, perpendicular ao plano do papel, para dentro (Osec-SP) Um fio metálico reto e extenso é percorrido por uma corrente de intensidade 4,5 ampères. A intensidade do vetor indução magnética a 30,0 cm do fio é: 7 (Dado: µ ) 0 = 4 π.10 Tm. / A a) 3, T. b) 9, T. c) 3, T. d) 1, T. e) Nenhuma das anteriores (Faap-SP) Duas retas paralelas conduzem correntes com a mesma intensidade i = 10 A. Calcule a intensidade da indução magnética no ponto P, situado no plano das retas, conforme a figura. 7 (Dado: µ ) 0 = 4 π.10 Tm. / A R: T 188. (UFPI) A figura deste problema a representa dois fios retilíneos longos, paralelos entre si e perpendiculares à folha de papel, sendo percorridos por correntes elétricas constantes de mesma intensidade e de mesmo sentido, penetrando na folha de papel. O módulo do vetor indução magnética resultante no ponto P é: a). i µ 0 πr b). i µ 0 2π r i c) 2 µ 0. πr d) zero e). i µ 0 4π r 189. (Fatec-SP) Dois fios metálicos retos, paralelos e longos são percorridos por correntes i e 3i de sentidos iguais (entrando no papel, no esquema). O ambiente é o vácuo. O campo magnético resultante produzido por essas correntes é nulo num ponto P tal que: y a) 3 x = y 1 b) x = 3 y c) 9 x = y 1 d) x = 9

38 e) Nenhuma das anteriores (UFSC) No início do período das grandes navegações européias, as tempestades eram muito temidas. Além da fragilidade dos navios, corria-se o risco de ter a bússola danificada no meio do oceano. Sobre esse fato, é correto afirmar que: 01. a agitação do mar podia danificar permanentemente a bússola. 02. a bússola, assim como os metais (facas e tesouras), atraía raios que a danificavam. 04. o aquecimento do ar produzido pelos raios podia desmagnetizar a bússola. 08. o campo magnético produzido pelo raio podia desmagnetizar a bússola. 16. as gotas de chuva eletrizadas pelos relâmpagos podiam danificar a bússola. 32. a forte luz produzida nos relâmpagos desmagnetizava as bússolas, que ficavam geralmente no convés. R: 08 EXERCÍCIOS (Supra-SC) Quando você estudou o magnetismo, aprendeu que o ímã é capaz de atrair determinados metais e que a passagem da corrente elétrica por um condutor produz um campo magnético em torno do mesmo. Podemos aumentar a intensidade desse campo enrolando o condutor (fio) na forma de espiras e colocando um núcleo de material ferromagnético no interior das espiras. Este tipo de construção é denominado de: a) bússola. b) eletroímã. c) resistor. d) capacitor. e) amperímetro (UFSC) Seja uma espira circular de raio r, na qual passa uma corrente de intensidade i. Considere o campo magnético gerado por essa espira. Marque a(s) proposição(ões) verdadeira(s). 01. O campo no centro da espira é perpendicular ao plano definido pela espira. 02. O campo no centro da espira está contido no plano definido pela espira. 04. O campo gerado fora da espira no plano definido por ela, tem mesma direção e mesmo sentido do campo gerado no interior da espira, também no plano definido por ela. 08. Se dobrarmos a corrente i, o campo gerado cai à metade. 16. Se dobrarmos o raio da espira, o campo gerado em seu centro cai a 1/4 do valor anterior. 32. Se invertermos o sentido da corrente, a direção e o sentido do campo gerado não se alteram. R: (PUC-MG) Uma espira circular de raio cm é percorrida por uma corrente de intensidade 2,0 A no sentido anti-horário, como ilustrado na figura. O campo magnético no centro da espira é perpendicular ao plano da figura. Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, sua intensidade e sentido. a) 4, T, com sentido orientado para dentro do plano da figura. b) 4, T, com sentido orientado para fora do plano. c) 4, T, com sentido orientado para fora do plano. d) 4π.10-5 T, com sentido orientado para fora do plano.

39 194. (Mack-SP) Considere um solenóide, uma espira circular e um fio retilíneo percorridos por correntes elétricas de intensidade constante i, como mostram as figuras abaixo. A alternativa que mostra corretamente a direção e o sentido de B (vetor campo de indução magnética) no ponto P de cada situação é, respectivamente: R: A 195. Analise as figuras e assinale aquela que não representa corretamente os pólos do eletroímã criado pela corrente elétrica (UFU-MG) A figura seguinte representa um eletroímã e um pêndulo, cuja massa, presa à extremidade, é um pequeno ímã. Ao fechar a chave c, é correto afirmar que: a) o ímã do pêndulo será repelido pelo eletroímã. b) o ímã do pêndulo será atraído pelo eletroímã. c) o ímã do pêndulo irá girar em torno do fio que o suporta. d) o pólo sul do eletroímã estará a sua direita. e) o campo magnético no núcleo do eletroímã é nulo PUC-SP) Um solenóide compreende 5000 espiras por metro. O campo magnético originado na região central pela passagem da corrente de 0,2 A é de: a) 4π.10-4 tesla. b) 8π.10-4 tesla. c) 4π.10-3 tesla. d) 2π.10-2 tesla. e) N.d.a (UFBA) Duas espiras circulares concêntricas e coplanares, de raios r 1 e r 2, sendo r 1 = 2r 2 /5, são percorridas respectivamente pelas correntes I 1 e I 2; o campo resultante no centro da espira é nulo. A razão entre as correntes I 1 e I 2 é igual a: a) 0,4. b) 1,0. c) 2,0. d) 2,5. e) 4,0.

40 199. (Mack-SP) Duas espiras circulares idênticas e concêntricas possuem raios praticamente iguais a 4π cm cada uma e estão dispostas num mesmo plano, de acordo com a ilustração abaixo. As intensidades das correntes, segundo os sentidos assinalados, 7 são i 1 = 2 A e i 2 = 6 A. Considere µ 0 = 4 π.10 Tm. / A O vetor indução magnética originado no centro C tem intensidade: a) T. b) T. c) T. d) T. e) T (UFSC) A figura representa um fio infinito, percorrido por uma corrente de 15 A. Sabendo que ambos os segmentos AB e DE têm comprimento de 0,1 m e que o raio R do semicírculo BD é de 0,05π, determine o valor do campo magnético, em (10-5 N/Am), no ponto C. R: T EXERCÍCIOS (UFSC) Uma carga elétrica puntiforme move-se num campo magnético e sofre uma força devido à ação desse campo. Considerando essa força, é correto afirmar que: 01. a força é diretamente proporcional à velocidade da carga elétrica. 02. a força é diretamente proporcional ao calor específico da carga elétrica. 04. a força é diretamente proporcional à intensidade da indução magnética. 08. a direção e o sentido da força dependem da direção e do sentido do movimento da carga elétrica. 16. a força independe da carga elétrica e da velocidade. R: = Nos itens abaixo, lançou-se, com velocidade, uma partícula eletrizada com carga elétrica de módulo q, num campo magnético uniforme de indução. Represente a força magnética que age na partícula, na posição de lançamento. R: 203. (UFSC) Assinale as afirmativas corretas e some os valores respectivos. 01. O fato de um próton, ao atravessar uma certa região do espaço, ter sua velocidade diminuída poderia ser explicado pela presença de um campo elétrico nesta região. 02. O fato de um elétron, ao atravessar uma certa região do espaço, não sofrer desvio em sua trajetória nos permite afirmar que não existe campo magnético nesta região. 04. A trajetória de uma partícula eletricamente neutra não é alterada pela presença de um campo magnético. 08. A força magnética que atua numa partícula eletricamente carregada é sempre perpendicular ao campo magnético. 16. A força magnética que atua numa partícula eletricamente carregada é sempre perpendicular à velocidade desta. 32.A velocidade de uma partícula eletricamente carregada é sempre perpendicular ao campo magnético na região. R: = 29 O texto e a figura a seguir são relativos aos testes 204 e 205. Em um campo magnético de intesidade 10² T, uma partícula com carga 2, C é lançada com velocidade 2, m/s, em uma direção que forma um ângulo de 30 com a direção do campo magnético, conforme a figura.

41 204. Sobre a partícula lançada, atua uma força que tem: a) a mesma direção e o mesmo sentido de B. b) a mesma direção e o mesmo sentido de v. c) a mesma direção, mas sentido contrário ao de v. d) direção perpendicular ao plano B e v e sentido para cima. e) direção perpendicular ao plano de B e e sentido para baixo A intensidade da força que atua sobre a partícula é: a) 4, N. b) 5, N. c) 2, N. d) 1, N. e) 6, N. v 206. (UFSC) Uma partícula de massa igual a 1, kg é arremessada perpendicularmente a uma região do espaço, onde existe uma indução magnética uniforme, cuja direção é perpendicular ao plano da página, conforme a figura abaixo. Sabendo que o módulo da indução magnética é 25,0 teslas e que a partícula foi arremessada com uma velocidade de 5, m/s, determine o raio da trajetória circular, em metros, descrita pela partícula, considerando que a carga da mesma é 1, coulombs. (Suponha que a ação da força gravitacional seja suprimida.) R: 20m 207. uma região de campo magnético perpendicular à sua velocidade, como mostra a figura: 01. será desviada para baixo, no plano da página. 02. será desviada para fora da página. 04. será desviada para dentro da página. 08. será desviada para cima, no plano da página. 16. descreverá uma trajetória circular em sentido anti-horário. 32. descreverá uma trajetória circular em sentido horário. 64. descreverá uma trajetória helicoidal. R: = 33

42 208.(UFSC) A figura abaixo representa as trajetórias de três partículas (próton, nêutron, elétron) quando imersas perpendicularmente em um campo de indução magnética B, uniforme, cujo sentido é para fora da página. Na situação mostrada, podemos afirmar que: 01. o próton tem a trajetória I. 02. o próton tem a trajetória III. 04. o elétron tem a trajetória I. 08. o elétron tem a trajetória III. 16. o nêutron, por ter carga elétrica nula, pode ter tanto a trajetória I, como a trajetória III. 32. o nêutron tem a trajetória II. 64. o próton e o elétron têm a trajetória II. R: = (Udesc) Um elétron, com energia cinética igual a 1, joules, executa movimento circular uniforme em um plano perpendicular a um campo magnético, também uniforme. O raio da órbita circular do elétron é igual a 25 cm. (Dados: massa do elétron = 9, kg; carga: q = 1, C; π = 3) Com base nessa informação, calcule: a) o módulo da velocidade do elétron; b) o módulo do campo magnético; c) o módulo da força responsável pelo movimento do elétron; d) a freqüência e o período do movimento do elétron. R: a) v = m/s b) B = 4, T c) F m = 1, N d) T = s f 1, Hz 210. (Unicamp-SP) Um elétron é acelerado, a partir do repouso, ao longo de 8,8 mm, por um campo elétrico constante e uniforme de módulo E = 1, V/m. Sabe-se que a razão carga/massa do elétron vale e/m = 1, C/Kg. a) Calcule a aceleração do elétron. b) Calcule a velocidade final do elétron. c) Ao abandonar o campo elétrico, o elétron penetra perpendicularmente num campo magnético constante e uniforme de módulo B = 1, T. Qual o raio da órbita descrita pelo elétron? R: a) a = 1, m/s 2 b) v = 1, m/s c) R = m EXERCÍCIOS (Ufop-MG) Um condutor de comprimento L, percorrido por uma corrente i, está imerso em um campo de indução magnética 1 B uniforme. O condutor fica sujeito a uma força F conforme indica a figura. Assinale a afirmativa falsa. a) Se B tiver o seu sentido invertido, o sentido de também se inverte. F b) O sentido da força F, mostrado na figura, está errado. c) O sentido da força será invertido se a corrente i inverter o sentido. F d) A força F tem sua intensidade proporcional à intensidade da corrente i.

43 e) A força F tem sua intensidade proporcional à intensidade da indução magnética 212. (UFSC) Obtenha a soma dos valores numéricos associados às opções corretas. Um condutor retilíneo, percorrido por uma corrente elétrica I, é colocado entre os pólos de um imã como indica a figura abaixo. B. Podemos afirmar que: 01. a força magnética que age no condutor tem a direção norte-sul do ímã e aponta no sentido do pólo sul. 02. a força magnética que age no condutor tem a direção norte-sul do ímã e aponta no sentido do pólo norte. 04. a força magnética sobre o condutor aponta para dentro do plano do papel. 08. a força magnética sobre o condutor aponta para fora do plano do papel. 16. a força magnética que age no condutor tem o mesmo sentido que a corrente elétrica I. 32. não existe força magnética atuando no condutor. 64. a força magnética depende da intensidade da corrente elétrica I que percorre o condutor. R: = (UFSC) A figura a seguir representa uma espira retangular, percorrida por uma corrente elétrica i = 2,0 ampères, imersa numa região do espaço onde existe uma indução magnética uniforme B, cujo módulo é 0,1 tesla e cujo sentido é para dentro do plano da página. Na situação mostrada, em que o plano da espira é perpendicular ao sentido da indução magnética, é correto afirmar que: 01. os módulos das forças de origem magnética, que atuam em cada lado da espira, são iguais a 8, N e orientados para dentro da espira, como no esquema abaixo. 02. os módulos das forças de origem magnética, que atuam em cada lado da espira, são iguais a 8, N e orientados para fora da espira, como no esquema abaixo. 04. os módulos das forças de origem magnética, que atuam nos lados de comprimento da espira, são iguais a 8, N e orientados para dentro da espira, como no esquema abaixo. 08. os módulos das forças de origem magnética, que atuam nos lados de comprimento da espira, são iguais a 8, N e orientados para fora da espira, como no esquema abaixo. 16. os módulos das forças de origem magnética, que atuam nos lados de comprimento da espira, são iguais a 8, N e orientados para dentro da espira, como no esquema abaixo. 32. os módulos das forças de origem magnética, que atuam nos lados de comprimento da espira, são iguais a 8, N e orientados para fora da espira, como no esquema abaixo.

44 R: (Acafe-SC) Um fio CD, de 0,2 m de comprimento, está suspenso horizontalmente, por meio de uma mola, dentro de um campo magnético B = 0,5 T, conforme mostrado na figura. Sabendo que o fio é percorrido por uma corrente elétrica de 20 A, que o peso do fio é 1 N e que a constante elástica da mola é K = 10 N/m, determine a deformação da mola. a) 0,3 m b) 0,5 m c) 0,1 m d) 0,4 m e) 0,2 m 215. (Udesc) Determinado fio ab, de 20 cm de comprimento, está suspenso horizontalmente, por meio de uma mola, dentro de um campo magnético uniforme B = 0,50 T, cujo sentido aponta para dentro do plano da página, como mostra a figura abaixo. a) Fazendo-se passar no fio uma corrente elétrica i = 10 A, dirigida de a para b, quais serão o sentido e o valor da força magnética que atuará sobre o fio? b) Determine a deformação apresentada pela mola, considerando: massa do fio ab, m = 200 g; constante elástica da mola, K = 60 N/m; aceleração da gravidade, g = 10 m/s 2 (despreze a massa da mola). R: a) 1N b) 5 cm 216. (Acafe-SC) Suponhamos dois condutores paralelos, percorridos por correntes elétricas de mesmo sentido. Nesta situação, podemos afirmar: a) Haverá repulsão entre os fios. b) Não haverá atração nem repulsão entre os fios. c) Haverá atração e repulsão entre os fios. d) Haverá uma atração seguida de uma repulsão. e) Haverá atração entre os fios (UEL-PR) Dois longos fios condutores retilíneos e paralelos são percorridos por correntes elétricas de mesma intensidade, porém de sentidos opostos. Considerando que os fios estejam próximos um do outro, é correto afirmar: a) Sobre os fios condutores aparecem forças atrativas. b) No ponto A, os módulos dos campos magnéticos gerados pelos dois fios condutores são somados. c) Sobre os fios condutores aparecem forças repulsivas. d) No ponto B, que se encontra exatamente entre os dois fios, o campo magnético é nulo. e) Correntes elétricas em condutores não geram campos magnéticos ao seu redor.

45 218. (UFSC) A figura abaixo representa dois condutores retos e longos (1 e 2), sendo percorridos por uma corrente elétrica i de mesma intensidade, porém de sentidos opostos. Podemos afirmar que: 01. o campo magnético no ponto A é nulo, pois as correntes são de mesma intensidade e de sentidos opostos. 02. a intensidade do campo magnético em A é a soma dos campos devidos a cada condutor. 04. os condutores não produzem campo magnético quando percorridos por corrente elétrica. 08. os condutores produzem em A um campo magnético com o mesmo sentido, e cuja direção é perpendicular ao plano do papel. 16. os condutores ficam submetidos a forças magnéticas que tendem a aproximá-las. 32. os condutores ficam submetidos a forças magnéticas que tendem a afastá-los. R: = (UMC-SP) Dois condutores infinitos, suficientemente finos, são mantidos no vácuo a uma distância de 1,0 m um do outro e percorridos por correntes iguais, conforme a figura. Verifica-se, experimentalmente, que a força de atração entre os fios, por metro de comprimento, é de N/m. Nestas condições, com a permeabilidade magnética igual a, a corrente elétrica, em cada fio, é: 4 a) A. b) 40 π.10 c) 2 π A 1 d) 2π A e) 1,0 A. 4 A 220. (FEI-SP) Um condutor retilíneo, muito longo, é percorrido pela corrente i = 10 A. Um segundo condutor retilíneo AB, de comprimento = 1 m, é percorrido pela corrente i = 20 A, é paralelo ao primeiro e situa-se à distância d = 20 cm do mesmo. Determinar a intensidade do campo de indução magnética que o primeiro condutor cria ao longo do segundo e a intensidade da força magnética exercida sobre esse último. R: N EXERCÍCIOS (PUC-RS) Fluxo magnético é a grandeza física que representa a quantidade de linhas de indução magnética que atravessam uma determinada superfície. Sua medida no Sistema Internacional é weber (Wb). Um Wb é: a) tesla.m. b) tesla.m 2. c) gauss.m. d) gauss.m 2. e) tesla/m (PUC-RS) Responder à questão com base nas informações e figura abaixo. Uma bobina está próxima de um ímã em forma de barra como indica a figura. Três situações podem ocorrer, alternativamente: I. Somente o ímã se move. II. Somente a bobina se move. III. Os dois se movem, ambos com mesma velocidade em sentidos contrários. De acordo com os dados acima, é correto dizer que será induzida uma força eletromotriz nos extremos da bobina:

46 a) somente na situação I. b) somente na situação II. c) somente nas situações I e II. d) em nenhuma das situações. e) em todas as situações (UFRGS) Uma espira condutora retangular é colocada e mantida em repouso numa região onde há um campo magnético perpendicular ao plano da espira, cuja intensidade B em função do tempo t está representada na figura. Em que intervalos de tempo há corrente elétrica induzida na espira? a) Apenas entre 0 e 1 s. b) Apenas entre 1 e 2 s. c) Apenas entre 0 e 1 s e entre 2 e 3 s. d) Entre 0 e 1 s, entre 1 e 2 s e entre 2 e 3 s. e) Em nenhum (PUC-RS) O fenômeno da indução eletromagnética é usado para gerar praticamente toda a energia elétrica que consumimos. Esse fenômeno consiste no aparecimento de uma força eletromotriz entre os extremos de um fio condutor submetido a um: a) campo magnético. b) campo magnético invariável. c) campo eletromagnético invariável. d) fluxo magnético variável. e) fluxo magnético invariável (UFRGS) A figura mostra uma espira condutora circular no plano yz e um ímã alinhado segundo a direção horizontal x. Em qual das situações apresentadas nas alternativas não haverá corrente elétrica induzida na espira? a) O ímã é a espira deslocando-se com a mesma velocidade. b) O ímã parado e a espira deslocando-se na direção y. c) O ímã parado e a espira girando em torno de um eixo vertical (y) que passa pelo seu centro. d) A espira parada e o ímã deslocando-se na direção x. e) A espira parada e o ímã deslocando-se na direção y (PUC-SP) Na figura, temos um fio muito longo, conduzindo uma corrente i, e uma espira circular. O fio e a espira estão no mesmo plano xy. Dentre os possíveis movimentos da espira, aquele que não faz aparecer corrente na mesma é:

47 a) de translação ao longo do eixo x. b) de translação ao longo do eixo y. c) de rotação em torno do eixo x. d) de rotação em torno do eixo y. e) N.d.a (PUC-SP) Podemos afirmar que numa espira condutora é induzida uma corrente elétrica sempre que: a) houver um campo magnético na região onde se encontra a espira. b) a espira for deslocada com velocidade constante no plano das linhas de indução magnética, numa região onde o campo magnético é uniforme e constante. c) não houver movimento relativo entre a espira e as linhas de indução de um campo magnético constante. d) o fluxo do campo magnético através da espira for variável. e) a espira for deslocada de tal maneira que o tal fluxo através da mesma não se altere A figura representa uma barra metálica AB, horizontal, caindo entre os pólos norte e sul de um ímã. I. O campo magnético do ímã, no espaço entre os pólos, é orientado de N para S. II. Os elétrons da barra são deslocados para B. III. O potencial elétrico de A será maior que o potencial elétrico de B. a) Só a I é correta. b) Só a II é correta. c) Só a III é correta. d) Há pelo menos duas corretas. e) Todas são corretas (UFMG) A figura mostra um ímã próximo a um circuito constituído por uma bobina e um medidor sensível de corrente. Colocando-se a bobina e o ímã em determinados movimentos, o medidor poderá indicar passagem de corrente na bobina. Não há indicação de passagem de corrente pelo medidor quando: a) o ímã e a bobina se movimentam, aproximando-se. b) a bobina se aproxima do ímã que permanece parado. c) o ímã se desloca para a direita e a bobina para a esquerda. d) o ímã e a bobina se deslocam ambos para a direita, com a mesma velocidade. e) o ímã se aproxima da bobina e esta permanece parada.

48 230. (Fuvest-SP) Um ímã, preso a um carrinho, desloca-se com velocidade constante ao longo de um trilho horizontal. Envolvendo o trilho há uma espira metálica, como mostra a figura. Pode-se afirmar que, na espira, a corrente elétrica: a) é sempre nula. b) existe somente quando o ímã se aproxima da espira. c) existe somente quando o ímã está dentro da espira. d) existe somente quando o ímã se afasta da espira. e) existe quando o ímã se aproxima ou se afasta da espira. EXERCÍCIOS (PUC-PR) Nos dias atuais, a humanidade necessita cada vez mais de energia elétrica. O fenômeno da indução eletromagnética é usado para gerar praticamente toda energia elétrica que utilizamos. Esse fenômeno consiste no aparecimento de uma força eletromotriz nos extremos de um fio condutor submetido a um: a) campo elétrico. b) campo magnético invariável. c) campo eletromagnético invariável. d) fluxo magnético variável. e) fluxo magnético invariável (UFRN) Um certo detector de metais manual usado em aeroportos consiste de uma bobina e de um medidor de campo magnético. Na bobina, circula uma corrente elétrica que gera um campo magnético conhecido, chamado campo de referência. Quando o detector é aproximado de um objeto metálico, o campo magnético registrado no medidor torna-se diferente do campo de referência, acusando, assim, a presença de algum metal. A explicação para o funcionamento do detector é: a) A variação do fluxo do campo magnético através do objeto metálico induz neste objeto correntes elétricas que geram um campo magnético total diferente do campo de referência. b) A variação do fluxo do campo elétrico através do objeto metálico induz neste objeto uma densidade não-nula de cargas elétricas que gera um campo magnético total diferente do campo de referência. c) A variação do fluxo do campo elétrico através do objeto metálico induz neste objeto correntes elétricas que geram um campo magnético total diferente do campo de referência. d) A variação do fluxo do campo magnético através do objeto metálico induz neste objeto uma densidade não-nula de cargas elétricas que gera um campo magnético total diferente do campo de referência (Udesc) Considere uma espira de fio metálico, quadrada, cujo lado mede 50 cm. A espira está imersa numa região de campo magnético, cuja direção, sempre constante, faz um ângulo de 60 graus com a direção perpendicular ao plano da espira. O campo magnético tem módulo variável, passando de um valor B = 2, T para outro, B = 6, T, num intervalo de tempo igual a 1, s. Com base nessa informação, calcule: a) o fluxo do campo magnético através da espira, no instante em que B = 2, T; b) o fluxo do campo magnético através da espira, no instante em que B = 6, T; c) a força eletromotriz induzida média na espira, no intervalo de tempo 1, s. R: a) 2, T.m 2 b) 7, T.m 2 c) ε = 50 V

49 234. (UFBA) Um condutor CD, de resistência igual a 0,30Ω, pode deslizar livremente sobre um fio condutor ideal, dobrado em U. O vetor indução magnética B, de módulo constante igual a 3 T, incide perpendicularmente e ao plano do circuito, conforme mostra a figura. Um agente externo puxa CD com velocidade v constante, induzindo uma corrente elétrica de 1 A. Estabeleça, em metros por segundo, o valor da velocidade. R: 1m/s 235. (UFSC) Uma espira condutora e retangular encontra-se imóvel num plano perpendicular às linhas de indução de um campo magnético uniforme. Se o módulo do vetor indução magnética (em teslas) variar, conforme o gráfico abaixo, qual o valor absoluto da força eletromotriz induzida, em volts, na espira durante o intervalo de tempo compreendido entre 0 s e 12 s? R: 2V 236. (Ufsc) A energia eólica pode ser uma excelente opção para compor a matriz energética de uma nação como o Brasil. Um estudante construiu um modelo de gerador elétrico eólico colocando um ventilador na frente de pás conectadas a uma espira com m 2 de área, que está em um campo magnético constante de T. O modelo do gerador está representado pelo esquema abaixo. Observe-o e assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). N S 01. Mesmo com o ventilador ligado e a espira girando, a lâmpada não brilha constante-mente, pois a corrente gerada é alternada. 02. Enquanto a espira estiver girando, o campo magnético gera sobre ela um torque que se opõe ao seu movimento de rotação. 04. Correntes alternadas são normalmente usadas nas linhas de transmissão, pois podem ser diminuídas ou aumentadas se utilizarmos transformadores. 08. Mesmo sem vento e com a espira parada, teremos uma força eletromotriz induzida, pois um campo constante sempre gera uma força eletromotriz sobre uma espira. 16. O módulo do fluxo magnético na espira varia entre T m 2 e o valor máximo de T m 2.

50 R: = (UEL-PR) O experimento abaixo pode ser usado para produzir energia elétrica. Nesse experimento deve-se aproximar e afastar, continuamente, o imã do conjunto de espira. Quanto a esse experimento, é correto afirmar: a) Ao se aproximar o pólo norte do ímã das espiras, surge em P (na extremidade das espiras) um pólo sul que tende a acelerar o ímã, aproximado-o da espira. b) Ao se posicionar o ímã muito próximo das espiras, mantendo-o nessa posição, a corrente elétrica induzida será máxima. c) A velocidade com que o ímã é aproximado, ou afastado, não altera o valor da corrente elétrica induzida. d) O processo de aproximação e afastamento do ímã gera na espira um campo elétrico induzido variável. e) O processo de aproximação e afastamento do imã gera na espira um campo magnético induzido de intensidade variável. 238.(UFSC) Numa bobina está havendo uma elevação no valor do fluxo magnético de 1 Wb para 7 Wb, de forma linear e durante um intervalo de tempo igual a 2 s. Qual é, em módulo, o valor da força eletromotriz induzida, em volts? R: 3V 239. (UFSC) O gráfico abaixo refere-se à variação do fluxo de indução magnético,, expresso em webers, em função do tempo (em segundos), numa espira retangular. Com relação ao módulo, expresso em volts, da força eletromotriz,, é correto afirmar que: 01. no trecho JK, o módulo de é 4,0 volts. 02. no trecho KL, não pode existir força eletromotriz induzida, porque no ponto L é menor do que no ponto K. 04. no trecho LM, há uma força eletromotriz induzida, devido à variação do fluxo de indução magnética com o tempo. 08. no trecho MN, o módulo da força eletromotriz induzida é igual a 3,0 volts. 16. no trecho NP, o módulo da força eletromotriz induzida é igual a 1,0 volt. 32. no trecho PQ, há uma força eletromotriz induzida cujo módulo é igual a 3,0 volts. R: = (UFSC) As figuras 1 e 2, representam, respectivamente, uma espira circular com um diâmetro igual a 400,0 centímetros, imersa numa região do espaço onde existe um campo de indução magnética, variável com o tempo, e a variação dessa indução magnética em função do tempo.

51 Sabendo-se que a resistência ôhmica da espira é igual a 4,0Ω, determine a intensidade da corrente elétrica induzida, i, em ampères, entre os instantes 20 milissegundos em 40 milissegundos. Nota 1) B está entrando no plano da página. 2) 1 T = 1 Wb/m 2 3) π = 3,1416 R: 18A EXERCÍCIOS Descreva a lei de Lenz e comente o significado do sinal negativo na expressão φ ε=. t 242. (UFRGS) Um ímã cai ao longo do trecho de uma espira condutora colocada sobre um plano horizontal, conforme a figura abaixo. Enquanto o ímã está se aproximando da espira, o sentido da corrente elétrica induzida na espira (conforme visto por um observador colocado acima dela) e a força magnética sobre o ímã são: a) corrente no sentido horário, força para cima. b) corrente no sentido horário, força para baixo. c) corrente no sentido anti-horário, força para cima. d) corrente no sentido anti-horário, força para baixo. e) corrente no sentido anti-horário, força nula (Udesc) Considere um ímã, colocado próximo de um circuito constituído por uma bobina e um medidor sensível de corrente. Impondo à bobina e ao ímã determinados movimentos, o medidor pode indicar ou não passagem de corrente elétrica pela bobina. Dê o nome da lei básica do eletromagnetismo que explica o fenômeno, e classifique cada uma das alternativas abaixo como verdadeira ou falsa, justificando a escolha. a) Há passagem de corrente elétrica pela bobina, quando ela e o ímã se movimentam, aproximando-se. b) Não há passagem de corrente elétrica pela bobina, quando ela se aproxima do ímã, que permanece parado. c) Há passagem de corrente elétrica pela bobina, quando ela e o ímã se deslocam, ambos na mesma direção e sentido, com velocidades de mesmo módulo. R: O nome da lei básica do eletromagnetismo que explica o fenômeno é lei de Lenz. a) Verdadeira. Aproximando-se o ímã e a bobina, haverá variação de fluxo magnético através da bobina, o que gera uma força eletromotriz induzida e, conseqüentemente, uma corrente elétrica induzida. b) Falsa. Qualquer movimento relativo entre a bobina e o ímã provoca uma variação de fluxo magnético através da bobina, gerando uma força eletromotriz induzida, conseqüentemente, uma corrente elétrica induzida. c) Falsa. Neste caso não haverá variação de fluxo magnético através da bobina e, assim, não haverá força eletromotriz induzida e nem corrente elétrica induzida (UFSM-RS) A corrente induzida em uma espira por um fluxo magnético variável tem um sentido tal que o campo magnético que ela cria tende a contrariar a variação do fluxo magnético através da espira. A Lei de Lenz citada é a aplicação do princípio de conservação do(a): a) carga elétrica. b) massa. c) energia. d) quantidade de movimento. e) momento angular (UFRGS) A figura abaixo representa as espiras I e II, ambas com a mesma resistência elétrica, movendo-se no plano da página com velocidades de mesmo módulo, em sentidos opostos. Na mesma região, existe um campo magnético uniforme que aponta perpendicularmente para dentro da página, cuja intensidade está aumentando à medida que o tempo decorre. Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas no parágrafo abaixo.

52 A intensidade da corrente induzida na espira I é que a intensidade da corrente induzida na espira II, e as duas correntes têm. a) a mesma sentidos opostos b) a mesma o mesmo sentido c) menor sentidos opostos d) maior sentidos opostos e) maior o mesmo sentido 246. (PUC-RS) Uma espira circular com área de 1, m 2 se encontra totalmente dentro de um campo magnético uniforme, com suas linhas de indução perpendiculares ao plano da espira e saindo do plano. O valor inicial do campo magnético é 0,50 tesla. Se o campo magnético for reduzido a zero, o valor do fluxo magnético inicial, em weber, através da espira, e o sentido da corrente induzida na espira serão, respectivamente: a) 5, Wb e horário. b) 5, Wb e anti-horário. c) 2, Wb e horário. d) 2, Wb e anti-horário. e) 1, Wb e horário (UFRGS) A figura mostra três posições sucessivas de uma espira condutora que se desloca com velocidade constante numa região em que há um campo magnético uniforme, perpendicular à página e para dentro da página. Selecione a alternativa que supre as omissões nas frases seguintes. I. Na posição 1, a espira está penetrando na região onde existe o campo magnético e, conseqüentemente, está o fluxo magnético através da espira. II. Na posição 2, não há na espira. III. Na posição 3, a corrente elétrica induzida na espira, em relação à corrente induzida na posição 1, tem sentido. a) aumentando, fluxo, igual b) diminuindo, corrente, contrário c) diminuindo, fluxo, contrário d) aumentando, corrente, contrário e) diminuindo, fluxo, igual 248. são colocadas próximas a um fio retilíneo percorrido por uma corrente constante I, como se mostra na figura abaixo. As espiras são submetidas às forças e de maneira a se deslocarem com uma mesma velocidade, constante, que as afasta do fio. A área da espira retangular é o dobro da área da espira circular.

53 Assinale a(s) proposição(ões) correta(s). 01. Como a corrente no fio permanece constante, não ocorre variação do fluxo magnético através das espiras e, portanto, nenhuma corrente é induzida nas mesmas. 02. Como o fluxo magnético varia através da área das espiras, uma corrente induzida se estabelece em ambas as espiras. 04. O sentido da corrente induzida na espira circular é horário e na espira retangular é anti-horário. 08. Quanto maior a velocidade com que as espiras se afastam do fio, maiores são as correntes induzidas nas espiras. 16. Parte do trabalho realizado pelas forças e é transformado em calor por efeito Joule nas espiras. 32. As espiras têm áreas diferentes, porém têm a mesma velocidade; assim, o valor da corrente induzida é o mesmo nas duas espiras e, como ambas se afastam do fio, o sentido das correntes induzidas é o mesmo, ou seja, tem sentido horário. 64. Como a área da espira retangular é o dobro da área da espira circular, a corrente induzida na espira retangular é maior do que a corrente induzida na espira circular. R: = (UFSC) Uma espira retangular de fio condutor é posta a oscilar, no ar, atravessando em seu movimento um campo magnético uniforme, perpendicular ao seu plano de oscilação, conforme está representado na figura abaixo. Ao oscilar, a espira não sofre rotação (o plano da espira é sempre perpendicular ao campo magnético) e atravessa a região do campo magnético nos dois sentidos do seu movimento. Assinale a(s) proposição(ões) correta(s). 01. Como a espira recebe energia do campo magnético, ela levará mais tempo para atingir o repouso do que se oscilasse na ausência dos ímãs. 02. O campo magnético não influencia o movimento da espira. 04. Parte da energia mecânica será convertida em calor por efeito Joule. 08. A espira levará menos tempo para atingir o repouso, pois será freada pelo campo magnético. 16. O sentido da corrente induzida enquanto a espira está entrando na região do campo magnético, é oposto ao sentido da corrente induzida enquanto a espira está saindo da região do campo magnético. 32. Os valores das correntes induzidas não se alteram se substituímos a espira retangular por uma espira circular, cujo raio seja a metade do lado maior da espira retangular. 64. As correntes induzidas que aparecem na espira têm sempre o mesmo sentido. R: = (UFSC) Em um laboratório de Física experimental, um ímã é deixado cair verticalmente, através de um solenóide longo, feito de fio de cobre esmaltado, tendo pequena resistência ôhmica, em cujas extremidades temos conectado um galvanômetro (G). A situação está ilustrada na figura ao lado. Em relação à situação descrita, assinale a(s) proposição (ões) correta(s). 01. A presença do solenóide não afeta o movimento de queda do ímã.

54 02. Com o movimento do ímã, surge uma força eletromotriz induzida nas espiras do solenóide e o galvanômetro indica a passagem de corrente. 04. Ao atravessar o solenóide, o ímã fica sob a ação de uma força magnética que se opõe ao seu movimento, o que aumenta o tempo que esse ímã leva para atravessar o solenóide. 08. Ao atravessar o solenóide, o ímã fica sujeito a uma força magnética que se adiciona à força peso, diminuindo o tempo que o ímã leva para atravessar o solenóide. 16. O sentido da corrente induzida no solenóide, enquanto o ímã está caindo na metade superior do solenóide, tem sentido oposto ao da corrente induzida enquanto o ímã está caindo na metade inferior do solenóide. 32. O galvanômetro não indica passagem de corrente no solenóide durante o movimento do ímã em seu interior. 64. Parte da energia mecânica do ímã é convertida em calor, nas espiras do solenóide, por efeito Joule. R: = 86 EXERCÍCIOS Algumas partículas, como os íons, por exemplo, têm um tempo de via bastante limitado (nesse caso, de 2,6 centésimos de milionésimos de segundo). Quando essas partículas estão dotadas de velocidades elevadas, sua vida média fica aumentada tanto mais quanto maior sua velocidade. Como você explicaria esse fato? 252. Um homem abduzido (capturado por extraterrestre) acorda dentro de uma nave espacial sem janelas e consegue perceber que, apesar de não ter engordado, sua massa está bastante aumentada. O que ele pode concluir? 253. Uma supermáquina fotográfica em um telescópio na Terra fotografou um ovni, e cálculos mostraram que seu comprimento era de 120 m. Mais tarde, depois de contatos imediatos de terceiro grau, constatou-se que o comprimento real da nave era 126 m quando estacionada. Descartada a possibilidade de erros, como se explicaria essa discrepância de resultados? 254. Suponha uma nave espacial que se desloca com velocidade de 80% da velocidade da luz. A nave tem 120 m de comprimento em repouso, e dentro dela existe um astronauta de massa de repouso 80 kg. a) Determine a massa do astronauta em movimento. b) Determine o comprimento da nave, medido da Terra. c) Após uma viagem de seis anos, medidos pelos relógios da nave, quanto tempo terá se passado na Terra? R: a) 133,3 kg b) 72m c) 10 anos A famosa equação de Einstein, E = mc, estabelece que ao fornecermos uma quantidade de energia, E, a um objeto, estamos aumentando sua massa de um valor m, que obedece à relação acima. Suponha que é fornecida energia a um objeto de massa inicial igual a 1,0 kg e que essa energia é suficiente para acelerá-lo do repouso até a velocidade de 100 m/s. A variação na massa do objeto, em kg, será mais próxima de: a) b) c) d) e) (UFC-CE) Um elétron é acelerado a partir do repouso até atingir uma energia relativística final igual a 2,5 MeV. A energia de repouso do elétron é E 0 = 0,5 MeV. Determine: a) a energia cinética do elétron quando ele atinge a velocidade final; b) a velociade escalar atingida pelo elétron como uma fração da velocidade da luz no vácuo, c. R: a) 2,0 MeV b) 2 5 v=. c (Fean-SC) O início do século passado marcou uma grande mudança na visão da realidade quando em 1905 foi publicada, por Albert Einstein, a Teoria da Relatividade Restrita e em 1911 a Teoria da Relatividade Geral. Desde esta data a nossa visão do Cosmo foi grandemente alterada, na maioria das vezes violando a nossa noção de lógica. Assinale as alternativas verdadeiras no que se refere à teoria da relatividade. 01. O tempo e o espaço não são absolutos como pensávamos, nossa idéia de tempo e de espaço só se aplica a velocidades pequenas e a regiões desprovidas de campos gravitacionais intensos. 02. Um erro constante observado pelo astrônomos nos cálculos referentes à órbita de Mercúrio até por volta da primeira década do século XX só pode ser esclarecido pelas teorias de Albert Einstein.

55 04. Nos modernos jatos de combate e suas altas velocidades deve-se aplicar a Teoria da Relatividade. 08. Seria possível, se houvesse tecnologia suficiente para tanto, fazer uma viagem para o futuro. 16. Ao atingir a velocidade da luz, um foguete se transformaria em energia. 32. Toda reação onde há produção de energia envolve perda de massa. R: = (UFSC) Assinale a(s) proposição(ões) correta(s). 01. Teoria da Relatividade afirma que a velocidade da luz não depende do sistema de referência. 02. A Mecânica Clássica não impõe limitação para o valor da velocidade que uma partícula pode adquirir pois, enquanto atuar uma força sobre ela, haverá uma aceleração e sua velocidade poderá crescer indefinidamente. 04. A Teoria da Relatividade não limita a velocidade que uma partícula pode adquirir. 08. Tanto a Mecânica Clássica como a Teoria da Relatividade asseguram que a massa de uma partícula não varia com a velocidade. 16. Pela Teoria da Relatividade podemos afirmar que a luz se propaga no vácuo com velocidade constante c = km/s, independentemente da velocidade da fonte luminosa ou da velocidade do observador; então é possível concluir que a luz se propaga em todos os meios com velocidade constante e igual a c. 32. A Teoria da Relatividade permite concluir que quanto maior for a velocidade de uma partícula, mais fácil será aumentá-la, ou seja, quanto maior for a velocidade, menor será a força necessária para produzir uma mesma aceleração. R: = (Fean-SC) A teoria da relatividade, proposta por Albert Einstein no início do século XX, determina que a mecânica clássica de Newton tem sérios limites que, se ultrapassados, levam a erros cada vez maiores. Sabemos que os limites são determinados pela velocidade, que não pode ser muito alta quando comparada à da luz, e da massa, que não pode ser muio grande. Nas proximidades de grandes massas, a mecânica clássica não funciona. De acordo com o texto, assinale as alternativas que contêm fatos coerentes e dê o valor total. 01. Ao se analisar o movimento de outras galáxias, deve-se usar a mecânica de Einstein. 02. As órbitas planetárias podem ser analisadas pela mecânica de Newton, apenas na órbita de Mercúrio se encontra erro relevante. 04. Um avião rápido como o Concorde, por exemplo, não pode ter seu movimento estudado pela mecânica clássica. 08. A Apolo 11, que levou pela primeira vez o homem à Lua, não pode ter seu movimento estudado apenas à luz da física de Newton. 16. Partículas provenientes dos raios cósmicos, quando atingem nosso planeta com velocidades próximas à da luz, têm sua vida média aumentada, fato este que a física tradicional não explica. R: = (Ufsc) O ano de 2005 será o ANO INTERNACIONAL DA FÍSICA, pois estaremos completando 100 anos de importantes publicações realizadas por Albert Einstein. O texto abaixo representa um possível diálogo entre dois cientistas, em algum momento, nas primeiras décadas do século 20: Z - Não posso concordar que a velocidade da luz seja a mesma para qualquer referencial. Se estivermos caminhando a 5 km/h em um trem que se desloca com velocidade de 100 km/h em relação ao solo, nossa velocidade em relação ao solo será de 105 km/h. Se acendermos uma lanterna no trem, a velocidade da luz desta lanterna em relação ao solo será de c km/h. B - O nobre colega está supondo que a equação para comparar velocidades em referenciais diferentes seja v = v 0 + v. Eu defendo que a velocidade da luz no vácuo é a mesma em qualquer referencial com velocidade constante e que a forma para comparar velocidades é que deve ser modificada. Z - Não diga também que as medidas de intervalos de tempo serão diferentes em cada sistema. Isto é um absurdo! B - Mas é claro que as medidas de intervalos de tempo podem ser diferentes em diferentes sistemas de referência. Z - Com isto você está querendo dizer que tudo é relativo! B - Não! Não estou afirmando que tudo é relativo! A velocidade da luz no vácuo será a mesma para qualquer observador inercial. As grandezas observadas poderão ser diferentes, mas as leis da Física deverão ser as mesmas para qualquer observador inercial. Com o que você sabe sobre teoria da relatividade e considerando o diálogo acima apresentado, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. O cientista B defende idéias teoricamente corretas sobre a teoria da relatividade restrita, mas que não têm nenhuma comprovação experimental. 02. O cientista Z aceita que objetos podem se mover com velocidades acima da velocidade da luz no vácuo, pois a mecânica newtoniana não coloca um limite superior para a velocidade de qualquer objeto. 04. O cientista Z está defendendo as idéias da mecânica newtoniana, que não podem ser aplicadas a objetos que se movem com velocidades próximas à velocidade da luz.

56 08. De acordo com a teoria da relatividade, o cientista B está correto ao dizer que as medidas de inter-valos de tempo dependem do referencial. 16. De acordo com a teoria da relatividade, o cientista B está correto ao afirmar que as leis da Física são as mesmas para cada observador. R: = 30 EXERCÍCIOS O que são raios catódicos? 262. Como foi que descobriram que os raios catódicos eram constituídos de partículas negativas? 263. Descreva em poucas palavras a experiência de Thomsom Descreva em poucas palavras a experiência de Millikan e qual foi contribuição de tal experimento para a comunidade cientifica? 265. (UEL-PR) Millikan determinou o valor da carga elétrica elementar (carga elétrica do elétron, q e ) com um experimento representado pelo desenho abaixo. Uma pequena gota de óleo de massa m está em equilíbrio, sob a ação do campo gravitacional e do campo elétrico de módulo E, vertical, uniforme e orientado para baixo. O experimento é desenvolvido em uma região que pode ser considerada como vácuo. Qual das alternativas abaixo está correta? a) A carga total da gota é mg/e e é positiva. b) A diferença entre o número total de prótons e elétrons, na gota, é dada por mg/(eq e ). c) A carga elétrica total da gota é E/(mg) e é positiva. d) O número total de elétrons na gota é Eq e /(mg). e) A força gravitacional sobre a gota é nula, porque ela está no vácuo Em uma ampola de Crookes, o gás rarefeito em seu interior fica suscetível a descargas elétricas quando submetido a uma diferença de potencial. Para uma diferença de potencial acima de 1000 volts, na região da ampola à frente do cátodo aparece uma certa luminescência. Essa luminescência é proveniente de uma desaceleração dos raios que colidem com a ampola e são desacelerados bruscamente, liberando energia na forma luminosa. Esses raios que provocam a luminescência na ampola são denominados: a) raios catódicos. b) raios anódicos. c) raios canais. d) raios X. e) raios gama O responsável pela determinação da carga do elétron foi: a) Joseph John Thomson. b) Robert Andrew Millikan. c) Albert Einstein. d) Wilhelm Konrad Röntgen. e) Niels Bohr O físico inglês Joseph John Thomson recebeu, em 1906, o Prêmio Nobel pela: a) descoberta do próton. b) determinação da relação carga massa do elétron. c) descoberta dos raios X. d) descoberta do elétron. e) descoberta da dualidade partícula onda do elétron Com relação aos fenômenos físicos que envolvem elétrons, é correto afirmar: 01. Podem ser chamados de raios catódicos. 02. Na notória experiência de Thomson foi possível determinar a relação entre carga e massa. 04. Na notória experiência de Thomson foi possível encontrar a carga do elétron.

57 08. A famosa experiência da gota de óleo de Robert Andrew Millikan possibilitou a determinação da carga do elétron. 16. A famosa experiência da gota de óleo de Robert Andrew Millikan permitiu a definição da relação entre carga e massa do elétron. 32. Os elétrons também podem ser designados de raios canais, pois são obtidos a partir da canalização dos elétrons oriundos do ânodo de um tubo gerador. R: = (FECPH) Millikan, em seu experimento com a gota de óleo, determinou a carga do elétron. Esse experimento consistia basicamente equilibrar o peso de uma gota de óleo eletrizada com um campo elétrico externo variável. O campo elétrico era criado por duas placas paralelas e submetidas a uma diferença de potencial. Demonstre que a carga elétrica da gota é dada por mgd.. q =. V R: F = AB P Eq. = mg. mg. V q= E = E d mg. q = VAB d mgd.. q = V AB AB EXERCÍCIOS Defina raio X e de forma ele pode ser obtido. R: Estas ondas têm freqüências que vão de Hz (λ 10-8 m) até Hz (λ m). Elas são obtidas quando se faz elétrons com grande quantidade de energia cinética colidirem contra um anteparo metálico. Durante a colisão, estes elétrons são bruscamente desacelerados, o que provoca a emissão de ondas eletromagnéticas com freqüência na faixa dos raios X (PUC-RS) Em 1895, o físico alemão Wilhelm Conrad Roentgen descobriu os raios X, que são usados principalmente na área médica e industrial. Esses raios são: a) radiações formadas por partículas alfa com grande poder de penetração. b) radiações formadas por elétrons dotados de grandes velocidades. c) ondas eletromagnéticas de freqüências maiores que as das ondas ultravioletas. d) ondas eletromagnéticas de freqüências menores do que as das ondas luminosas. e) ondas eletromagnéticas de freqüências iguais às das ondas infravermelhas (UFRGS) Os raios X são produzidos em tubos de vácuo, nos quais elétrons são submetidos a uma rápida desaceleração ao colidir contra um alvo metálico. Os raios X consistem em um feixe de: a) elétrons. b) fótons. c) prótons. d) nêutrons. e) pósitrons (FCMSCSP) Quando se olha a radiografia de uma mão, observa-se que, na chapa, as posições correspondentes aos ossos são claras. Isso se deve ao fato de nos ossos constituídos por átomos mais pesados: a) ser menor a absorção de raios X. b) ser maior a absorção de raios X. c) haver reflexão de raios X. d) haver difração de raios X. e) N.d.a (UFMG) Em um tipo de tubo de raios X, elétrons acelerados por uma diferença de potencial de 2, V atingem um alvo de metal, onde são violentamente desacelerados. Ao atingir o metal, toda a energia cinética dos elétrons é transformada em raios X. a) Calcule a energia cinética que um elétron adquire ao ser acelerado pela diferença de potencial. b) Calcule o menor comprimento de onda possível para raios X produzidos por esse tubo. R: a) E c = 3, J

58 b) λ = 6, m 276. (UFRN) Em um aparelho de televisão, existem três funções básicas (cor, brilho e contraste), que podem ser controladas continuamente, para se obter uma boa imagem. Ajustar uma dessas funções depende essencialmente do controle da diferença de potencial que acelera os elétrons emitidos pelo tubo de raios catódicos e que incidirão na tela fluorescente. Assim, no tubo de imagem do televisor, os elétrons podem ter qualquer valor de energia, dependendo da diferença de potencial aplicada a esses elétrons. A Física Quântica, quando aplicada ao estudo de átomos isolados, constata que a energia dos elétrons nesses átomos é uma grandeza discreta ao invés de contínua, como estabelecido pela Física Clássica. Essas afirmações, valores contínuos de energia para os elétrons emitidos pelo tubo e energias discretas para os elétrons do átomo, não são contraditórias, porque os elétrons emitidos pelo tubo de raios catódicos: a) são livres e os elétrons que está nos átomos são confinados. b) são em grande quantidade, diferentemente dos elétrons que estão nos átomos. c) perdem a carga elétrica, transformando-se, em fótons e os elétrons que estão nos átomos permanecem carregados. d) têm comprimento de onda de de Broglie associado igual ao dos elétrons que estão nos átomos Em 1900, Max Planck lançou uma teoria para explicar a discrepância entre a experiência e a teoria clássica para emissão de radiação do corpo negro. A explicação dada por Planck consistia em considerar a energia como: a) uma distribuição contínua. b) uma distribuição discreta. c) uma distribuição indiscreta. d) uma distribuição constante. e) Nenhuma das alternativas acima Planck propôs que a energia se distribui de maneira discreta, em pequenos "pacotes" de energia que denominou de: a) quântico. b) packs. c) quantum. d) plancks. e) méson (Ita) Qual dos gráficos adiante melhor representa a taxa P de calor emitido por um corpo aquecido, em função de sua temperatura absoluta T? R: C 280. (Unirio) Os raios X, descobertos em 1895 pelo físico alemão Wilhelm Rontgen, são produzidos quando elétrons são desacelerados ao atingirem um alvo metálico de alto ponto de fusão como, por exemplo, o Tungstênio. Essa desaceleração produz ondas eletromagnéticas de alta freqüência denominadas de Raios X, que atravessam a maioria dos materiais conhecidos e impressionam chapas fotográficas. A imagem do corpo de uma pessoa em uma chapa de Raios X representa um processo em que parte da radiação é: a) refletida, e a imagem mostra apenas a radiação que atravessou o corpo, e os claros e escuros da imagem devem-se aos tecidos que refletem, respectivamente, menos ou mais os raios X b) absorvida pelo corpo, e os tecidos menos e mais absorvedores de radiação representam, respectivamente, os claros e escuros da imagem c) absorvida pelo corpo, e os claros e escuros da imagem representam, respectivamente, os tecidos mais e menos absorvedores de radiação d) absorvida pelo corpo, e os claros e escuros na imagem são devidos à interferência dos Raios X oriundos de diversos pontos do paciente sob exame e) refletida pelo corpo e parte absorvida, sendo que os escuros da imagem correspondem à absorção e os claros, aos tecidos que refletem os raios X

59 EXERCÍCIOS (UFRN) Quando a luz incide sobre a superfície de uma placa metálica, é possível que elétrons sejam arrancados dessa placa, processo conhecido como efeito fotoelétrico. Para que um elétron escape da superfície do metal, devido a esse efeito, a energia do fóton incidente deve ser, pelo menos, igual a uma energia mínima, chamada função trabalho (W 0 ), uma grandeza característica de cada material. A energia de cada fóton da luz incidente é igual ao produto hf, onde h é a constante de Planck e f é a freqüência da luz incidente. Quando a energia do fóton incidente é maior que W 0, a energia restante é transformada em energia cinética do elétron. Dessa forma, a energia cinética máxima (ε M ) do elétron arrancado é dada por: ε M = hf W 0 Considere o experimento no qual um feixe de luz que contém fótons com energias associadas a um grande intervalo de freqüências incide sobre duas placas, P 1 e P 2, constituídas de metais diferentes. Para esse experimento pode-se afirmar que o gráfico representando a energia cinética máxima dos elétrons emitidos, em função das freqüências que compõem a luz incidente, é: 282. (UFRGS) Quando a luz incide sobre uma fotocélula ocorre o evento conhecido como efeito fotoelétrico. Nesse evento: a) é necessária uma energia mínima dos fótons da luz incidente para arrancar os elétrons do metal. b) os elétrons arrancados do metal saem todos com a mesma energia cinética. c) a quantidade de elétrons emitidos por unidades de tempo depende do quantum de energia da luz incidente. d) a quantidade de elétrons emitidos por unidades de tempo depende da freqüência da luz incidente. e) o quantum de energia de um fóton da luz incidente é diretamente proporcional a sua intensidade (UFRGS) Selecione a alternativa que apresenta as palavras que completam corretamente as lacunas, pela ordem, no seguinte texto relacionado com o efeito fotoelétrico. O efeito fotoelétrico, isto é, a emissão de por metais sob a ação da luz, é um experimento dentro de um contexto físico extremamente rico, incluindo a oportunidade de pensar sobre o funcionamento do equipamento que leva à evidência experimental relacionada com a emissão e a energia dessas partículas, bem como a oportunidade de entender a inadequacidade da visão clássica do fenômeno. Em 1905, ao analisar esse efeito, Einstein fez a suposição revolucionária de que a luz, até então considerada como um fenômeno ondulatório, poderia também ser concebida como constituída por conteúdos energéticos que obedecem a uma distribuição, os quanta de luz, mais tarde denominados. a) fótons contínua fótons b) fótons contínua elétrons c) elétrons contínua fótons d) elétrons discreta elétrons e) elétrons discreta fótons 284.(UFSC) Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S): 01. A luz, em certas interações com a matéria, comporta-se como uma onda eletromagnética; em outras interações ela se comporta como partícula, como os fótons no efeito fotoelétrico. 02. A difração e a interferência são fenômenos que somente podem ser explicados satisfatoriamente por meio do comportamento ondulatório da luz. 04. O efeito fotoelétrico somente pode ser explicado satisfatoriamente quando consideramos a luz formada por partículas, os fótons. 08. O efeito fotoelétrico é conseqüência do comportamento ondulatório da luz. 16. Devido à alta freqüência da luz violeta, o fóton violeta é mais energético do que o fóton vermelho. R: A

60 R: = (UFSC) Dispõe-se de uma placa metálica M, e de uma esferinha metálica P, muito leve, suspensa por um fio isolante, ambas, inicialmente, neutras e isoladas. Um feixe de luz violeta incide sobre a placa, e, logo em seguida, a bolinha é atraída. Repetindo-se a operação com luz vermelha, isso não ocorre. As figuras abaixo ilustram o desenrolar dos fenômenos. Sobre esses fenômenos, é correto afirmar: 01. A intensidade da luz vermelha foi menor que aquela da luz violeta. 02. A placa M, ao ser iluminada pelo feixe violeta, ficou eletrizada. 04. A placa M estava pintada com tinta violeta. 08. A massa das partículas luminosas do feixe violeta é maior do que a do feixe vermelho. 16. O fóton de luz violeta tem maior energia que o fóton de luz vermelha. 32. Aumentando-se o tempo de iluminação da placa M com luz vermelha, ela passaria a atrair a esferinha P. R: = (PUC-RS) A energia de um fóton é diretamente proporcional à sua freqüência, com a constante de Planck, h, sendo o fator de proporcionalidade. Por outro lado, pode-se associar massa a um fóton, uma vez que ele apresenta energia (E = mc 2 ) e quantidade de movimento. Assim, a quantidade de movimento de um fóton de freqüência f propagando-se com velocidade c se expressa como: a) c 2 /hf. b) hf/c 2. c) hf/c. d) c/hf. e) cf/h Com relação ao efeito elétrico, é correto afirmar que: 01. em uma célula fotoelétrica, a velocidade dos fotoelétrons emitidos aumenta quando diminuímos o comprimento de onda da radiação luminosa utilizada para provocar esse efeito. 02. em uma célula fotoelétrica, a velocidade dos fotoelétrons emitidos aumenta quando aumentamos o comprimento de onda da radiação luminosa utilizada para provocar o fenômeno. 04. em uma célula fotoelétrica, a velocidade dos fotoelétrons emitidos será maior se utilizarmos, para provocar o fenômeno, luz vermelha forte, em vez de empregarmos luz violeta fraca. 08. numa célula fotoelétrica, a energia cinética dos elétrons arrancados da superfície do metal depende da freqüência da luz incidente. 16. numa célula fotoelétrica, a energia cinética dos elétrons arrancados da superfície do metal depende da intensidade da luz incidente. 32. a emissão de fotoelétrons por uma placa fotossensível só pode ocorrer quando a luz incidente tem menor comprimento de onda do que certo comprimento de onda crítico característico para cada metal. R: = (UFRGS) Considere as seguintes afirmações sobre o efeito fotoelétrico. I. O efeito fotoelétrico consiste na emissão de elétrons por uma superfície metálica atingida por radiação eletromagnética. II. O efeito fotoelétrico pode ser explicado satisfatoriamente com a adoção de um modelo corpuscular para a luz. III. Uma superfície metálica fotossensível somente emite fotoelétrons quando a freqüência da luz incidente nessa superfície excede um certo valor mínimo, que depende do metal. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas I e II.

61 d) Apenas I e III. e) I, II e III (UFRGS) Considerando as naturezas ondulatórias e corpuscular da luz, verifica-se que a energia dos fótons associados à luz no vácuo é inversamente proporcional e que a quantidade de movimento linear dos fótons é diretamente proporcional dessa luz. Qual a alternativa que preenche de forma correta as duas lacunas, respectivamente? a) à velocidade ao comprimento de onda. b) à freqüência à velocidade. c) à freqüência à freqüência. d) ao comprimento de onda à freqüência. e) ao comprimento de onda ao comprimento de onda (UFRGS) O decaimento de um átomo, de um nível de energia excitado para um nível de energia mais baixo, ocorre com a emissão simultânea de radiação eletromagnética. A esse respeito, considere as seguintes afirmações. I. A intensidade da radiação emitida é diretamente proporcional à diferença de energia entre os níveis inicial a final envolvidos. II. A freqüência da radiação emitida é diretamente proporcional à diferença de energia entre os níveis inicial a final envolvidos. III. O comprimento de onda da radiação emitida é inversamente proporcional à diferença de energia entre os níveis inicial a final envolvidos. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas I e III. d) Apenas II e III. e) I, II e III. EXERCÍCIOS (PUC-RS) I. Robert Anderson Millikan determinou, com grande precisão, a carga do elétron. II. O efeito Compton demonstra que a radiação tem comportamento corpuscular. III. Uma descarga elétrica num gás é capaz de ionizá-lo tornando-o condutor de eletricidade. Assinale a alternativa correta. a) Somente a afirmação I é correta. b) Somente as afirmações I e II são corretas. c) Somente as afirmações II e III são corretas. d) Somente as afirmações I e III são corretas. e) Todas as afirmações são corretas (PUC-RS) O dualismo onda-partícula refere-se a características corpusculares presentes nas ondas luminosas e a características ondulatórias presentes no comportamento de partículas, tais como elétrons. A natureza nos mostra que características corpusculares e ondulatórias não são antagônicas mas, sim, complementares. Dentre os fenômenos listados, o único que não está relacionado com o dualismo onda-partícula é: a) o efeito fotoelétrico. b) a ionização de átomos pela incidência de luz. c) a difração de elétrons. d) o rompimento de ligações entre átomos pela incidência de luz. e) a propagação, no vácuo, de ondas de rádio de freqüência média (UFRN) Amanda, apaixonada por História da Ciência, ficou surpresa ao ouvir de um colega de turma o seguinte relato: J. J. Thomson recebeu o prêmio Nobel de Física, em 1906, pela descoberta da partícula elétron. Curiosamente, seu filho, G. P. Thomson, recebeu o prêmio Nobel de Física, em 1937, por seu importante trabalho experimental sobre difração de elétrons por cristais. Ou seja, enquanto um verificou aspectos de partícula para o elétron, o outro percebeu a natureza ondulatória do elétron. Nesse relato, de conteúdo incomum para a maioria das pessoas, Amanda teve a lucidez de perceber que o aspecto ondulatório do elétron era uma comprovação experimental da teoria das ondas de matéria, proposta por Louis de Broglie, em Ou seja, o relato do colega de Amanda estava apoiado num fato bem estabelecido em Física, que é o seguinte: a) O princípio da superposição, bastante usado em toda a Física, diz que aspectos de onda e de partícula se complementam um ao outro e podem se superpor num mesmo experimento. b) O princípio da incerteza de Heisenberg afirma que uma entidade física exibe ao mesmo tempo suas características de onda e de partícula. c) A teoria da relatividade de Einstein afirmar ser tudo relativo; assim, dependendo da situação, características de onda e de partícula podem ser exibidas simultaneamente.

62 d) Aspectos de onda e de partícula se complementam um ao outro, mas não podem ser observados simultaneamente num mesmo experimento (UFRN) A técnica de difração é largamente utilizada na determinação da estrutura dos materiais cristalinos. Essa técnica consiste em analisar o feixe difratado de nêutrons ou de raios-x que incide sobre o cristal cuja estrutura se deseja determinar. Observa-se por meio de detectores apropriados, que a difração dos nêutrons e dos raios-x apresenta máximos e mínimos de intensidade em direções bem definidas. Esses máximos e mínimos de intensidade correspondem a interferências construtivas e destrutivas provenientes da interação dos nêutrons ou dos raios-x com os átomos do cristal. Fazendo-se um estudo da localização desses máximos e mínimos, determina-se, então, a disposição espacial dos átomos no cristal. Pelo exposto, podemos afirmar que a interação dos nêutrons e a interação dos raios-x com o cristal evidenciam a natureza: a) de partícula para os nêutrons e ondulatória para os raios-x. b) de partícula para os nêutrons e para os raios-x. c) ondulatória para os nêutrons e para os raios-x. d) ondulatória para os nêutrons e de partícula para os raios-x (Unioeste-PR) Sobre a natureza e propagação da luz, é correto afirmar que: 01. a luz, nos dias atuais, é interpretada como um pacote de energia que, nas interações com a matéria, apresenta dois aspectos: em certas interações se comporta como partículas e em outras interações se comporta como onda. 02. o físico Albert Einstein elaborou uma teoria sobre a natureza da luz, afirmando que a luz é formada por um fluxo de corpúsculos chamados fótons. 04. Maxwell anunciou, na segunda metade do século XIX, que a luz é energia carregada nos campos elétricos e magnéticos das ondas eletromagnéticas. Esta teoria mostra a absoluta prevalência da teoria ondulatória da luz, que é considerada a única válida até os dias atuais. 08. Isaac Newton afirmava, no século XVII, que a luz consiste em um fluxo de partículas microscópicas que se movem em linha reta, penetram nos materiais transparentes, saltam ao chocar-se contra superfícies de materiais opacos e, ao penetrarem em nossos olhos, estimulam o sentido da visão. 16. Thomas Young confirmou a teoria ondulatória da luz de Christian Huygens, verificando que a luz, ao passar por duas fendas extremamentes finas, combina-se formando regiões claras e escuras. 32. a teoria ondulatória da luz é a única utilizada para explicar o efeito fotoelétrico, fenômeno pelo qual elétrons são arrancados de metais devido à transformação de energia luminosa em energia cinética. 64. após uma longa controvérsia científica sobre a questão da natureza da luz, iniciada por volta do ano 500 a.c., apenas no século XIX conseguiu-se a compreensão total da questão, através da confirmação da natureza ondulatória da luz. R: = (Unioeste-PR) Muitos fenômenos da natureza e grande parte dos artefatos resultantes do desenvolvimento tecnológico atual necessitam, para seu entendimento, do conhecimento dos conceitos da Física Moderna. Assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01. As concepções de Max Planck sobre os fótons auxiliaram Niels Bohr a definir que os elétrons circulam em torno do núcleo de um átomo, em órbitas semelhantes às órbitas dos planetas em torno do Sol. 02. Pela teoria quântica, cada freqüência de luz visível tem, associada a ela, pacotes de matéria também chamados de fótons. A quantidade de matéria carregada em cada um dos fótons caracteriza as diferentes cores de luz visível. 04. A emissão de elétrons por determinados corpos, quando banhados por luz, caracteriza o efeito fotoelétrico. 08. A dualidade onda-partícula comprova que o mesmo fenômeno luminoso pode ser explicado de duas formas, pela compreensão da luz como uma onda e pela compreensão da luz como uma partícula. 16. A Teoria da Relatividade Restrita pressupõe a existência de um tempo absoluto, independente do estado de movimento dos sistemas de referência. 32. A fissão nuclear pode ser provocada pelo bombardeamento dos núcleos de átomos de um determinado elemento, por partículas subatômicas com grande energia. 64. No feixe de saída de qualquer dispositivo de laser, encontramos tanto radiações gama e microondas, como também radiação infravermelha. R: = (PUC-RS) O efeito Compton demonstra que: a) a radiação tem comportamento corpuscular. b) a luz se propaga com a velocidade de m/s. c) o elétron tem comportamento ondulatório. d) a luz se propaga em ondas transversais. e) existem os níveis de energia no átomo (Unama) Alguns mísseis guiados utilizam o calor do próprio alvo como guia. Os alvos (aviões, navios, etc.) emitem calor que é recebido por sensores do míssil. Com base nos princípios da física moderna, analise as afirmações abaixo. (Constante de Planck: h = 6, J.s) I. A detecção do calor é baseada no efeito Compton. II. A energia de um fóton de radiação infravermelha é da ordem de J.

63 III. A corrente elétrica que controla o sistema de direcionamento do míssil é conseqüência do efeito fotoelétrico. Está(ão) correta(s) apenas: a) I. b) II. c) I e III. d) II e III (UFRN) Crizzoleta Puzzle, estudante de Física, idealizou a seguinte experiência: Numa colisão entre dois nêutrons, são realizadas medidas simultâneas e exatas da posição e da velocidade de cada um dos nêutrons. Em sua idealização, essas medidas são efetuadas em dois instantes: antes da colisão (figura I) e depois da colisão (figura II). A letra c, que aparece nas duas figuras, representa a velocidade da luz no vácuo, e v 1 e v 2 representam, respectivamente, as velocidades dos nêutrons 1 e 2. Analisando a experiência proposta, verificamos, à luz da Física Moderna, que a referida estudante violou: a) o princípio da incerteza de Heisenberg, a lei de conservação do momento linear e a lei de Coulomb. b) o princípio a incerteza de Heisenberg, um postulado da teoria da relatividade especial de Einstein e a lei de conservação do momento linear. c) um postulado da teoria da relatividade especial de Einstein, a lei de conservação da carga elétrica e a lei de conservação do momento linear. d) um postulado da teoria da relatividade especial de Einstein, a lei de Coulomb e a lei de conservação da carga elétrica (ITA-SP) Considere as seguintes afirmações: I. No efeito fotoelétrico, quando um metal é iluminado por um feixe de luz monocromática, a quantidade de elétrons emitidos pelo metal é diretamente proporcional à intensidade do feixe incidente, independentemente da freqüência da luz. II. As órbitas permitidas ao elétron em um átomo são aquelas em que o momento angular orbital é, sendo n = 1, 3, 5... III. Os aspectos corpuscular e ondulatório são necessários para a descrição completa de um sistema quântico. IV. A natureza complementar do mundo quântico é expressa, no formalismo da Mecânica Quântica, pelo princípio de incerteza de Heisenberg. Quais estão corretas? a) I e II. b) I e III. c) I e IV. d) II e III. e) III e IV.