Ensino Médio. Nota. Aluno(a): Nº. Série: 3ª Turma: Data: / /2018. Lista 5 Corrente elétrica, potência, resistores e leis de Ohm

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1 Ensino Médio Professor: Vilson Mendes Disciplina: Física I Aluno(a): Nº. Série: 3ª Turma: Data: / /2018 Lista 5 Corrente elétrica, potência, resistores e leis de Ohm N2 Nota 1. A seção transversal de um condutor é atravessada por 1, elétrons, durante 1,25 min.considerando que a carga elementar vale 1, C, qual é a intensidade média da corrente elétrica, medida em ampère, que circula pelo condutor? 2. Um fio condutor é percorrido por uma corrente elétrica cuja intensidade varia com o tempo de acordo com o diagrama a seguir. 6. Um chuveiro elétrico, ligado em 220 V, é percorrido por uma corrente elétrica de 10 A durante 10 min. Uma lâmpada de 40 W deve ficar ligada por quantas horas nessa rede para consumir a mesma quantidade de energia elétrica que foi consumida pelo chuveiro? 7. Um condutor, quando submetido à tensão de 110 V, é percorrido por corrente elétrica de intensidade 5,5 A. Qual é o valor de sua resistência elétrica? 8. Determine a resistência elétrica de uma lâmpada cujos valores nominais são 60 W e 120 V. Dado que a carga elementar vale 1, C e que 1 ma = A, determine: a) o número de elétrons que atravessam uma seção transversal do condutor nos 10 s representados no diagrama; b) a intensidade média de corrente elétrica que circula pelo condutor naquele intervalo de tempo. 3. A figura abaixo representa um trecho de um circuito elétrico. Determine o sentido e a intensidade da corrente elétrica nos ramos BE, EC e EF. 4. Um chuveiro elétrico instalado em uma rede de 220 V, quando em funcionamento, é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 20 A. Determine a energia elétrica consumida, em quilowatt-hora, durante um banho com duração de 15 min. 5. Em uma residência, uma lâmpada incandescente de 100 W, instalada em uma varanda, é mantida acesa todos os dias, das 19 h 00 min às 6 h 00 min do dia seguinte. Supondo que o quilowatt-hora custe R$ 0,40, determine o custo mensal (30 dias) do funcionamento dessa lâmpada. 9. Considere um condutor metálico com resistência elétrica de 10 Ω e submetido à tensão de 220 V. Determine: a) a intensidade de corrente elétrica que o atravessa; b) a potência por ele dissipada 10. Em um experimento, um resistor, quando submetido à ddp de 1,5 V, é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 30 ma. Em um novo experimento, o mesmo resistor é submetido à ddp de 9 V e passa a ser percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 90 ma. O resistor é ôhmico? Justifique. 11. Um resistor ôhmico é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 40 ma quando submetido à ddp de 12 V. Qual será a intensidade de corrente elétrica que o percorrerá se a ddp a que estiver submetido for alterada para 9 V? 12. Um condutor tem resistência R e é percorrido por uma corrente contínua de intensidade i. Nessas condições, a potência dissipada pelo efeito Joule é P. Determine a nova potência dissipada se a corrente tiver sua intensidade triplicada, sem que haja variação da resistência. 13. Um resistor ôhmico de resistência elétrica R, submetido à ddp U, é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i e dissipa uma potência elétrica P. Determine qual será a intensidade de corrente elétrica i' e a potência dissipada P' se a resistência for duplicada e a ddp for triplicada. Página 1

2 14. Um arame de niquelina, uma liga metálica com resistividade 0,40 Ω mm 2 /m 2, com 100 m de comprimento e área de seção transversal 0,5 mm 2, é submetido a uma tensão de 120 V. Determine: a) a resistência elétrica do condutor; b) a intensidade de corrente elétrica que circula nesse arame; c) a potência dissipada nesse condutor. 15. Um fio metálico com comprimento de 20 m e seção transversal com área de 4 mm 2 é feito de um material cuja resistividade vale Ω cm. Determine a ddp a que este condutor estará sujeito quando percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 5 A. Revisando o conteúdo 1.(Puccamp-SP) Durante uma tempestade, uma descarga elétrica transporta uma carga elétrica de 10 C, correspondendo a uma corrente elétrica de A. A ordem de grandeza da duração de uma descarga elétrica é, em segundo: a) 10 2 b) 10 3 c) 10 4 d) 10 5 e) (Uece) Uma corrente elétrica de 3,0 A percorre um fio de cobre. Sabendo-se que a carga de um elétron é igual a 1, C, o número de elétrons que atravessa, por minuto, a seção reta deste fio é, aproximadamente: a) 1, b) 3, c) 2, d) 1, (UEL-PR) A capacidade de carga das pilhas e baterias é dada na unidade A h (ampère-hora). Se uma bateria de automóvel possui aproximadamente 44,4 A h de capacidade de carga, qual a capacidade de carga (q) em coulomb (C) e o número de elétrons (n) que ela pode fornecer? Considere e = 1, C. a) q = C, n = elétrons b) q = C, n = elétrons c) q = 1, C, n = elétrons d) q = 1, C, n = elétrons e) q = C, n = elétrons 4. (UFPB) Um estudante de Física pretende medir a corrente elétrica em três fios condutores iguais que se encontram em locais distintos de um laboratório. Para isso, ele decide medir a corrente medindo as quantidades de elétrons que atravessam a seção transversal de cada fio condutor. No primeiro fio, ele constatou que passaram elétrons durante 40 s, no segundo fio, elétrons durante 1 min e, no terceiro fio, elétrons durante 1 h. Com base nessas medições e adotando para o módulo da carga do elétron o valor 1, C, identifique as afirmativas corretas. I. A corrente elétrica do primeiro condutor é de 20 A. II. A corrente do terceiro condutor é menor que a corrente do primeiro condutor. III. A corrente do segundo condutor é menor que a corrente do terceiro condutor. IV. A corrente do terceiro condutor é de 12 A. V. A corrente no segundo condutor é de 8 A. 5. (UPE) Uma corrente de 0,3 A que atravessa o peito pode produzir fibrilação (contrações excessivamente rápidas das fibrilas musculares) no coração de um ser humano, perturbando o ritmo dos batimentos cardíacos com efeitos possivelmente fatais. Considerando que a corrente dure 2,0 min, o número de elétrons que atravessam o peito do ser humano vale: a) 5, b) 1, c) 4, d) 2, e) 2, (Dado: carga do elétron = 1, C) 6. (UFSCar-SP) O capacitor é um elemento de circuito muito utilizado em aparelhos eletrônicos de regimes alternados ou contínuos. Quando seus dois terminais são ligados a uma fonte, ele é capaz de armazenar cargas elétricas. Ligando-o a um elemento passivo como um resistor, por exemplo, ele se descarrega. O gráfico representa uma aproximação linear da descarga de um capacitor. Sabendo que a carga elétrica fundamental tem valor 1, C, o número de portadores de carga que fluíram durante essa descarga está mais próximo de: a) b) c) d) 10 8 e) (Ufpe) O gráfico mostra a variação da corrente elétrica i, em ampère, num fio em função do tempo t, em segundo. Qual a carga elétrica, em coulomb, que passa por uma seção transversal do condutor nos primeiros 4,0 s? Página 2

3 8. (Ufes) Uma pilha recarregável de NiMH tem capacidade de carga de mah. Ela é carregada e usada para funcionamento de um dispositivo de 6 W de potência que funciona com uma ddp 12 V. É correto afirmar que a pilha funcionará adequadamente por um período de: a) 1 h b) 2 h c) 3 h d) 4 h e) 5 h 9. (PUC-SP) Preocupado com o consumo de energia elétrica e preparando-se para a Copa do Mundo de 2010, um aposentado decide trocar seu aparelho de TV LCD de 40 polegadas, cujo consumo é de 190 W, por outro mais moderno, com tecnologia LED, de mesma marca e também de 40 polegadas, mas cujo consumo informado pelo fabricante é de 145 W. Considerando que faltam aproximadamente 5 meses para o início da Copa do Mundo e que o aposentado assiste a 10 h de TV diariamente, qual terá sido, em kwh, a economia de energia até o jogo de abertura da Copa? Considere cada mês com 30 dias. a) 162 b) 67,5 c) d) e) (PUC-PR) Considerando a tarifa aproximada de R$ 0,40 por kwh cobrada pela Copel em Curitiba, calcule o custo mensal (30 dias) dos banhos de uma família de quatro pessoas. Cada pessoa toma um banho de 20 minutos todos os dias. No chuveiro, que está instalado corretamente, há uma etiqueta com a indicação W-127 V. (Dado: 1 kwh = 3, J) a) R$ 80,00 b) R$ 60,00 c) R$ 50,00 d) R$ 40,00 e) R$ 30, (UEL-PR) Alguns carros modernos usam motores de alta compressão, que exigem uma potência de partida muito grande, que só um motor elétrico pode desenvolver. Em geral, uma bateria de 12 V é usada para acionar o motor de arranque. Supondo que esse motor consuma uma corrente de 400 A, a potência necessária para ligar o motor é: a) 4, W b) 4, W c) 4, W d) 5, W e) 1, W 12. (PUC-SP) Na figura a seguir temos uma lâmpada e um chuveiro com suas respectivas especificações. Fabio Yoshihito Matsuura/CID, Fernando Favoretto/Criar Imagem Para que a lâmpada consuma a mesma energia que o chuveiro consome num banho de 20 min, ela deverá ficar acesa ininterruptamente, por aproximadamente: a) 53 h b) 113 h c) 107 h d) 38 h e) 34 h 13. (UFJF-MG) Um estudante de Física observou que o ferro de passar roupa que ele havia comprado num camelô tinha somente a tensão nominal V = 220 V, impressa em seu cabo. Para saber se o ferro de passar roupa atendia suas necessidades, o estudante precisava conhecer o valor da sua potência elétrica nominal. De posse de uma fonte de tensão e um medidor de potência elétrica, disponível no laboratório de Física da sua universidade, o estudante mediu as potências elétricas produzidas quando diferentes tensões são aplicadas no ferro de passar roupa. O resultado da experiência do estudante é mostrado no gráfico a seguir, por meio de uma curva que melhor se ajusta aos dados experimentais. a) A partir do gráfico, determine a potência elétrica nominal do ferro de passar roupa quando ligado à tensão nominal. b) Calcule a corrente elétrica no ferro de passar roupa para os valores nominais de potência elétrica e tensão. c) Calcule a resistência elétrica do ferro de passar roupa quando ligado à tensão nominal. 14. (UFRGS) Um secador de cabelo é constituído, basicamente, por um resistor e um soprador (motor elétrico). O resistor tem resistência elétrica de 10 Ω. O aparelho opera na voltagem de 110 V e o soprador tem consumo de energia desprezível. Supondo-se que o secador seja ligado por 15 min diariamente, e que o valor da tarifa de energia elétrica seja de R$ 0,40 por kwh, o valor total do consumo mensal, em reais, será de aproximadamente: a) 0,36 b) 3,30 c) 3,60 d) 33,00 e) 360, (UEL-PR) Um condutor é caracterizado por permitir a passagem de corrente elétrica ao ser submetido a uma diferença de potencial. Se a corrente elétrica que percorre o condutor for diretamente proporcional à tensão aplicada, este é um condutor Página 3

4 ôhmico. Assinale a alternativa que apresenta, respectivamente, as correntes elétricas que atravessam um condutor ôhmico quando submetido a tensões não simultâneas de 10, 20, 30, 40 e 50 volts. a) 0,5 A; 1,0 A; 2,0 A; 4,0 A; 8,0 A b) 0,5 A; 2,5 A; 6,5 A; 10,5 A; 12,5 A c) 1,5 A; 3,0 A; 6,0 A; 12,0 A; 18,0 A d) 0,5 A; 1,5 A; 3,5 A; 4,5 A; 5,5 A e) 0,5 A; 1,0 A; 1,5 A; 2,0 A; 2,5 A 16. (Fuvest-SP) O filamento de uma lâmpada incandescente, submetido a uma tensão U, é percorrido por uma corrente de intensidade i. O gráfico mostra a relação entre i e U. As seguintes afirmações se referem a essa lâmpada. I. A resistência do filamento é a mesma para qualquer valor da tensão aplicada. II. A resistência do filamento diminui com o aumento da corrente. II. A potência dissipada no filamento aumenta com o aumento da tensão aplicada. Dentre essas afirmações, somente. a) I está correta. b) II está correta. c) III está correta. d) I e III estão corretas. e) II e III estão corretas. 17. (Mackenzie-SP) Certo resistor, quando submetido a uma ddp de 24 V, dissipa a potência de 20 W. A potência que esse resistor dissipará, quando for submetido a uma ddp de 12 V, será: a) 10 W b) 8 W c) 7 W d) 6 W e) 5 W 18. (UFSC) Um técnico eletricista, para obter as características de um determinado resistor, submete o mesmo a vários valores de diferença de potencial, obtendo as intensidades de corrente elétrica correspondentes. Com os valores obtidos, o técnico constrói o gráfico V i mostrado a seguir, concluindo que o gráfico caracteriza a maioria dos resistores reais. Analise o gráfico e assinale a(s) proposição(ões) correta(s). 01. A resistência desse resistor tende a aumentar com o seu aquecimento, devido ao aumento da corrente. 02. No trecho de 0 a 600 ma, o resistor é considerado ôhmico, pois o valor da resistência é constante. 04. No trecho de 600 ma até 800 ma, a relação R = V não pode ser aplicada, pois o resistor não é mais i ôhmico. 08. Quando passa pelo resistor uma corrente de 800 ma, a resistência elétrica do mesmo é 5 Ω. 16. Se o técnico desejar construir um resistor de resistência igual a 5 Ω, utilizando um fio de níquelcromo (ρ = 1, Ω m) com área da seção reta de 1,5 mm 2, o comprimento deste fio deverá ter 5 m. 32. Quando a intensidade da corrente aumenta de 200 ma para 400 ma, a potência dissipada por efeito Joule no referido resistor duplica. Dê como resposta a soma dos números que precedem as proposições corretas. 19. (Uerj) Em residências conectadas à rede elétrica de tensão eficaz igual a 120 V, uma lâmpada comumente utilizada é a de filamento incandescente de 60 W. A resistência do filamento, em ohm, em uma lâmpada desse tipo quando acesa, é da ordem de: a) 30 b) 60 c) 120 d) (FGV-RJ) Um fio de cobre tem um raio igual a r, uma resistência R e comprimento L. Se o raio do fio for duplicado e o comprimento reduzido à metade, o novo valor da resistência será: a) 4R b) R/4 c) R d) R/8 e) 8R Gabarito: A 2. a) elétrons b) 3,2 ma 3. BE; i = 7A; EC; i = 3A; EF; i = 4A. 4. 1,1 kwh 5. R$ 13, min ou 9h10min Ω Página 4

5 Ω 9. a) 22A b) 4840 W 10. O resistor não é ôhmico, pois sua resistência elétrica variou ma 12. 9P 13. i = 1,5i e P = 4,5P 14. a) 80 Ω b) 1,5 A c) 180 W V Revisando o conteúdo 1. c 2. a 3. c 4. I, II e V. 5. e 6. a C 8. d 9. b 10. a 11. c 12. d 13. a) 1100 W b) 5 A c) 44 Ω 14. c 15. e 16. c 17. e d 20. d Página 5