Capacitores, correntes contínua e alternada, magnetismo

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1 É melhor lançar-se à luta em busca do triunfo, mesmo expondo-se ao insucesso, do que ficar na fila dos pobres de espírito, que nem gozam muito nem sofrem muito, por viverem nessa penumbra cinzenta de não conhecer vitória e nem derrota. Capacitores, correntes contínua e alternada, magnetismo Franklin D. Roosevelt Questões EEAR Capacitores e noções de correntes contínua e alternada (EEAR-2005) Questão 1. Dentre as alternativas abaixo, qual apresenta, entre os extremos A e B, como resultado uma capacitância equivalente a 4, 5 µf? (b) 0, 77 (c) 1, 29 (d) 13, 5 (EEAR-2013) Questão 4. Ao duplicarmos a diferença de potencial a que está sujeito um capacitor, sem romper o dielétrico, a capacitância elétrica desse componente (a) duplicará. (b) quadruplicará. (c) não se alterará. (d) reduzirá a metade. (EEAR-2013) Questão 5. O transformador é um dispositivo constituído de duas bobinas eletricamente isoladas, chamadas primário e secundário no qual, de acordo com a Lei de Faraday, (a) a variação da corrente elétrica no primário provoca, no secundário, uma força eletromotriz induzida. (b) a corrente contínua no primário é transformada em corrente alternada no secundário. (c) a corrente alternada no primário é transformada em corrente contínua no secundário. (d) pode, de acordo com a relação de espiras, ocorrer elevação ou redução de quaisquer valores de voltagens, seja em corrente contínua ou alternada. Magnetismo (EEAR-2009) Questão 2. Entre duas placas carregadas de um capacitor de placas paralelas tem-se um campo elétrico uniforme de 1, N/C. Calcule o valor da diferença de potencial entre os pontos A e B, em volts, de acordo com a figura. (EEAR-2005) Questão 6. Na fabricação de um ímã permanente, utilizou-se como material o níquel, que é exemplo de uma substância (a) diamagnética. (b) paramagnética. (c) ferromagnética. (d) estatomagnética. (EEAR-2005) Questão 7. Um condutor percorrido por uma corrente elétrica gera um campo magnético ao seu redor. Este enunciado refere-se aos trabalhos de (b) 4 (c) 8 (d) 16 (EEAR-2013) Questão 3. Considere quatro capacitores ligados em paralelo, C 1 = 2, 2 µf, C 2 = 2, 7 µf, C 3 = 3, 9 µf e C 4 = 4, 7 µf. Nesse caso, a capacitancia equivalente dessa associação é µf. (a) Tesla. (b) Oersted. (c) Newton. (d) Dalton. (EEAR-2005) Questão 8. É correto afirmar que, no estudo do campo magnético, o vetor indução magnética no interior do solenóide tem 1

2 (a) a intensidade calculada aplicando-se a Lei de Lenz. (b) o aumento do valor da sua intensidade pela redução de seu número de espiras. (c) o sentido determinado pelo número de espiras. (d) a intensidade inversamente proporcional ao comprimento do solenóide. (EEAR-2005) Questão 9. O ponto de Curie é definido como sendo a temperatura na qual os corpos (a) tornam-se semicondutores. (b) tornam-se supercondutores. (c) perdem suas propriedades ferromagnéticas. (d) tornam-se ímãs permanentes. (EEAR-2005) Questão 10. A corrente elétrica induzida num circuito gera um campo magnético que se opõe à variação do fluxo magnético que induz essa corrente. O enunciado acima se refere à Lei de (a) Lenz. (b) Faraday. (c) Ampère. (d) Biot-Savart. (EEAR-2005) Questão 11. Dos dispositivos listados abaixo, o único que NÃO funciona com corrente contínua é o (a) rádio. (b) telefone. (c) telégrafo. (d) transformador. (b) o pólo sul do ímã aponta para o norte magnético da Terra. (c) o pólo norte do ímã aponta para o sul magnético da Terra. (d) o pólo norte do ímã-terra está próximo do pólo sul geográfico. (EEAR-2007) Questão 16. Considere-se um fio condutor retilíneo longo percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i. Verifica-se experimentalmente que em torno do condutor surge um campo magnético, cujas linhas de campo são, situadas. (a) circunferências concêntricas; em planos perpendiculares ao fio (b) linhas radiais; em planos perpendiculares ao fio (c) espirais crescentes; em planos perpendiculares ao fio (d) helicoidais; ao longo do fio (EEAR-2007) Questão 17. Uma espira circular de raio 4 cm, é percorrida por uma corrente elétrica de intensidade i = 20 A. A intensidade do vetor inducao magnética no centro da espira é igual a πt. (Obs.: Considere a espira no vácuo, com µ 0 = 4π 10 7 T m/s.) (a) 10 3 (b) 10 4 (c) 10 5 (d) 10 6 (EEAR-2007) Questão 18. Uma espira quadrada, de lado igual a 2 cm, é colocada paralelamente às linhas de campo magnético, cuja intensidade do campo é de T. Calcule o fluxo magnético, em Wb, através dessa espira. (EEAR-2005) Questão 12. A intensidade do campo magnético, no interior de um solenóide, (a) não depende do comprimento do solenóide. (b) é função apenas do comprimento do solenóide. (c) é diretamente proporcional ao comprimento do solenóide. (d) é inversamente proporcional ao comprimento do solenóide. (EEAR-2006) Questão 13. Um estudante de Física foi incumbido pelo seu professor de montar um experimento para demonstrar o campo magnético em uma espira circular. Para executar tal trabalho, o aluno construiu uma espira circular com diâmetro de 20 centímetros e fez percorrer por ela uma corrente de intensidade 5, 0 A. Após a execução da experiência, o aluno informou ao professor que a intensidade do vetor indução magnética no centro da espira era de 5π 10 5 T. Admitindo-se que a permeabilidade magnética do meio onde se encontra a espira seja de 4π 10 7 T m/a, pode-se dizer que, para o resultado do aluno estar correto, deve-se (a) dividi-lo por 4. (b) dividi-lo por 5. (c) multiplicá-lo por 2. (d) multiplicá-lo por 5. (EEAR-2006) Questão 14. Na construção de uma bobina para utilização em um eletroímã, deve-se levar em conta que o fio desta bobina (a) deva ser de material ferromagnético. (b) possa ser de qualquer material condutor de eletricidade. (c) deva ser de material ferromagnético e condutor de eletricidade. (d) deva ser de material condutor de eletricidade e não ferromagnético. (EEAR-2006) Questão 15. Quando se estuda o campo magnético terrestre, é comum se associar a idéia de que a Terra é um grande ímã; portanto, a Terra possui um pólo norte e um pólo sul. Baseado nessa premissa, não é correto afirmar que (a) zero (b) (c) (d) (EEAR-2007) Questão 19. Com relação ao campo magnético, podemos afirmar, corretamente, que (a) é uma região do espaço, ilimitada, gerada por um ímã ou cargas elétricas em movimento. (b) é uma região do espaço, limitada a um determinado raio, em torno de um ímã ou de um condutor percorrido por corrente elétrica. (c) é uma região de influência em torno de um ímã ou de um condutor percorrido por uma corrente elétrica, devido ao movimento dos pólos magnéticos. (d) são forças estabelecidas em torno de ímã ou de um condutor percorrido por uma corrente que define as interações eletromagnéticas. (EEAR-2008) Questão 20. Um elétron é arremessado com uma velocidade de 10 9 m/s paralelamente às linhas de campo de um campo magnético uniforme de intensidade B = 1, 6 T. Nesse caso, a força magnética sobre o elétron é de N. Dado: carga elementar do elétron = 1, mmhg (b) 1, (c) 3, (d) 2, (EEAR-2008) Questão 21. Três barras metálicas AB, CD e EF são aparentemente iguais. Aproximando as extremidades das barras, verifica-se, então, experimentalmente que a extremidade A atrai D e repele E, enquanto a extremidade B repele F e atrai D. (a) o pólo sul do ímã-terra se localiza no pólo sul geográfico. 2

3 Portanto, conclui-se corretamente que: (a) CD não é imã. (b) Somente AB é imã. (c) Somente EF é imã. (d) Todas as barras são imãs. (EEAR-2009) Questão 26. No Laboratório de Física da EEAR, colocou-se uma bússola sobre a mesa. Após a agulha magnética ter-se orientado com o campo magnético terrestre, aproximou-se um eletroímã desligado, como mostra a figura. Suponha que nessa distância, depois que a chave for fechada, o campo magnético gerado pelo eletroímã seja mais intenso que o campo magnético terrestre. Assinale a alternativa correspondente à nova orientação da ponta escura da agulha magnética. (EEAR-2008) Questão 22. Dois fios retos paralelos e longos distanciados 2 m um do outro, conduzem correntes elétricas de sentidos opostos, conforme a figura. Sabe-se que a intensidade da corrente elétrica no fio 1 é de 4 A e no fio 2 é de 3 A e que µ 0 é a permeabilidade do meio. Para que a intensidade do campo magnético no ponto A seja nula, o valor de r, em metros, deve ser igual a. (Desconsidere os diâmetros dos fios). (a) 4 (b) 6 (c) 8 (d) 10 (EEAR-2008) Questão 23. Assinale a alternativa que completa corretamente a frase abaixo: Substâncias diamagnéticas são aquelas cujos ímãs elementares (a) A (b) B (c) C (d) D (EEAR-2009) Questão 27. Duas espiras concêntricas e coplanares de raios 10 mm e 20 mm, são construídas de condutores ideais e ligados à uma bateria, conforme a figura. Supondo que esse experimento seja realizado no vácuo, calcule a intensidade do campo magnético no centro das espiras. Adote nesse caso, µ 0 = 4π 10 7 T m/a. (a) orientam-se facilmente quando submetidas à ação de um campo magnético. (b) não se orientam facilmente sob a ação de um campo magnético. (c) orientam-se em sentido contrário ao vetor indução magnética. (d) só se orientam acima da temperatura de Curie. (EEAR-2008) Questão 24. A espira condutora circular de raio igual a 5 cm, imersa no vácuo, é percorrida por uma corrente elétrica de intensidade igual a 2 A, conforme a figura. Determine, aproximadamente, a intensidade do vetor campo magnético, em teslas, no centro da espira. (Dados: π = 3, 14, permeabilidade magnética do ar: µ 0 = 4π 10 7 T m/a) (a) 2, (b) 3, (c) 4, (d) 4, (EEAR-2009) Questão 25. Um próton é lançado perpendicularmente a um campo magnético uniforme de intensidade 2, T com uma velocidade de 1, m/s. Nesse caso, a intensidade da força magnética que atua sobre a partícula é de N. (Dado: carga elementar: 1, mmhg) (a) 1, (b) 1, (c) 3, (d) 3, T (b) 2π 10 7 T (c) 3π 10 7 T (d) 4π 10 7 T (EEAR-2009) Questão 28. Dois condutores longos e retilíneos estão dispostos paralelamente e distantes 10 cm um do outro, no vácuo. As correntes em ambos os condutores possuem a mesma intensidade, 10 ampères, e sentidos opostos. Nesse caso, a intensidade do campo magnético em um ponto P entre os condutores, coplanar e eqüidistante a eles, é de T. (Dados: Permeabilidade magnética do vácuo = 4π 10 7 T m/a) (b) (c) (d) (EEAR-2010) Questão 29. Assinale a alternativa que completa corretamente a frase abaixo: Um condutor longo e retilíneo percorrido por corrente elétrica produz ao seu redor um campo magnético no formato de (a) retas paralelas ao fio. (b) círculos concêntricos ao fio. (c) retas radiais com o centro no fio. (d) uma linha em espiral com o centro no fio. 3

4 (EEAR-2010) Questão 30. Dentre as alternativas a seguir, selecione aquela na qual a execução da sua ação implica redução da intensidade do campo magnético gerado no interior de um solenóide. Dado: o solenóide é mantido sempre imerso no vácuo. (a) Aumentar o número de espiras do solenóide, mantendo constantes o comprimento e a intensidade da corrente elétrica no solenóide. (b) Aumentar o comprimento do solenóide, mantendo constantes o número de espiras e a intensidade da corrente elétrica no solenóide. (c) Aumentar a intensidade da corrente elétrica no solenóide, mantendo constantes o número de espiras e o comprimento do solenóide. (d) Aumentar o número de espiras por unidade de comprimento, ou seja, aumentar o valor da razão N/L, mantendo constante a intensidade da corrente elétrica no solenóide. (EEAR-2010) Questão 31. Dentro de um sistema de confinamento magnético um próton realiza movimento circular uniforme com um período de 5, 0π 10 7 s. Determine a intensidade desse ( campo magnético, em tesla, sabendo que a relação carga q ) elétrica/massa de um próton é dado por 10 8 C kg 1. m (a) 4, 0 (b) 2, (c) 4, (d) 4, (EEAR-2011) Questão 32. O transformador é um dispositivo composto de duas bobinas que não têm contato elétrico uma com a outra. Em uma delas (bobina primária) é aplicada uma tensão variável que resulta em um campo magnético também variável. Esse campo acaba por interagir na outra bobina, chamada secundária, que está em contato elétrico com um resistor. Assinale a alternativa que completa corretamente a frase: A variação do fluxo magnético na bobina secundária é. (OBS: Considere o transformador um sistema ideal e isolado.) (a) maior que no primário (b) menor que no primário (c) igual ao do primário (d) de valor nulo (EEAR-2011) Questão 33. A figura a seguir representa uma espira que está no plano que contém esta folha de papel. Essa espira é feita de um material condutor e está submetida a uma tensão que resulta em uma corrente elétrica convencional (portadores positivos) de intensidade i no sentido horário. A alternativa que indica, corretamente, o sentido e a direção do vetor campo magnético resultante no centro dessa espira é no seu centro um campo magnético de intensidade B. Assinale a alternativa que indica, corretamente, uma possibilidade de aumentar a intensidade do campo magnético no centro da espira alterando apenas um dos parâmetros descritos. (a) Usar uma espira de resistência elétrica menor que R. (b) Colocar material diamagnético no centro da espira. (c) Diminuir a tensão V aplicada. (d) Aumentar o raio da espira. (EEAR-2011) Questão 35. Das afirmações a seguir sobre o magnetismo: I- Pólos magnéticos de mesmo nome se atraem e de nomes contrários se repelem. II- Imãs são corpos de materiais diamagnéticos com propriedades de apenas atrair outros materiais paramagnéticos. III- Como não existem pólos magnéticos isolados, quando um imã, por exemplo, quebra em duas partes, tem-se numa das partes dois pólos norte e na outra parte dois pólos sul. É correto afirmar que: (a) todas estão corretas. (b) todas estão incorretas. (c) apenas a afirmação II está correta. (d) estão corretas, apenas, as afirmações I e III. (EEAR-2011) Questão 36. Determine a intensidade da força magnética que atua sobre uma partícula com carga igual a +4 µc e velocidade de 10 6 cm/s, quando esta penetra ortogonalmente em um campo magnético uniforme de intensidade igual a T. (a) 15 N (b) 24 N (c) 1500 N (d) 2400 N (EEAR-2011) Questão 37. Um técnico utilizando um fio de comprimento l sobre o qual é aplicado uma ddp, obtém uma campo magnético de módulo igual a Bfio a uma distância r do fio. Se ele curvar o fio de forma a obter uma espira de raio r, quantas vezes maior será a intensidade do vetor campo magnético no centro da espira em relação à situação anterior? (a) 1. (b) π. (c) 2. (d) 4. (EEAR-2012) Questão 38. A figura a seguir representa 5 posições (A, B, C, D e E) de uma espira (retângulo menor) durante um deslocamento em direção a uma região (retângulo maior) onde existe um campo magnético uniforme perpendicular à folha. Assinale a alternativa que indica o trecho em que não há indução eletromagnética na espira. Considere que na figura: (EEAR-2011) Questão 34. Uma espira possui resistência elétrica igual a R e está conectada a uma fonte de tensão contínua. No vácuo, essa espira ao ser submetida a uma tensão V é percorrida por uma corrente elétrica de intensidade i e produz 1- a espira e a região apresentadas pertencem a planos sempre paralelos; 2- a espira desloca-se da esquerda para direita e 3- a espira não sofre nenhum tipo de rotação. 4

5 (a) Da posição A até a posição B. (b) Da posição B até a posição C. (c) Da posição A até a posição E. (d) Da posição C até a posição D. (EEAR-2012) Questão 39. O primário de um transformador com espiras está alimentado por uma tensão contínua de 12 volts. Um componente elétrico ligado ao secundário deste transformador, que é composto de espiras, estará submetido a uma tensão, em volts, de valor igual a (a) 120. (b) 1, 2. (c) 12. (d) 0. (EEAR-2012) Questão 40. A figura a seguir representa as secções transversais de dois fios condutores A e B retos, extensos e paralelos. Das alternativas a seguir, assinale aquela que representa a situação na qual se tem um campo magnético resultante no ponto P de módulo igual a zero. Considere que: 1- esses condutores estão no vácuo e são percorridos por uma corrente elétrica convencional de mesma intensidade i. 2- a letra l, nas alternativas, representa um determinado valor de comprimento. (EEAR-2013) Questão 43. Aproxima-se um prego de aço, não imantado, de um ímã permanente. Nessas condições, pode-se afirmar corretamente que o prego será (OBS: aço é um material ferromagnético). (a) repelido por qualquer um dos pólos do ímã. (b) atraído por qualquer um dos pólos do ímã. (c) atraído somente pelo pólo norte do ímã. (d) atraído somente pelo pólo sul do ímã. (EEAR-2013) Questão 44. Um condutor reto e extenso, situado no vácuo, é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 1, 0 A. Nesse caso, a intensidade do campo magnético em um ponto situado perpendicularmente a 1, 0 m de distância do condutor, é de 10 7 T. (Observação: µ 0 = 4π 10 7 m/a) (a) 1 (b) 2 (c) π (d) 2π (EEAR-2013) Questão 41. Na figura a seguir temos uma espira imóvel de forma circular e um ímã em formato de barra. Entre as situações apresentadas nas alternativas abaixo, assinale a que, de acordo com as Leis de Faraday e Lenz, possibilita a produção da corrente elétrica induzida no sentido indicado na figura. (EEAR-2013) Questão 45. Em 1820, o físico dinamarquês Hans Christian Oersted verificou que um fio condutor, quando percorrido por uma corrente elétrica, apresenta um campo magnético em torno desse fio. Das alternativas abaixo, assinale qual indica o dispositivo elétrico cuja aplicação só foi possível a partir da constatação dessa relação. (a) Lâmpada incandescente. (b) Resistência elétrica. (c) Eletroímã. (d) Capacitor. (a) Manter o ímã imóvel em relação à espira. (b) A extremidade A do imã é o pólo norte e deve ser afastada da espira. (c) A extremidade A do imã é o pólo sul e deve ser aproximada da espira. (d) A extremidade A do imã é o pólo norte e deve ser aproximada da espira. (EEAR-2013) Questão 42. Um fio condutor perpendicular ao plano desta folha de prova é percorrido por uma intensa corrente elétrica contínua (sentido convencional). Uma bússola é colocada sobre o plano da referida folha e próxima a esse fio. Considerando apenas o campo magnético gerado por essa corrente, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, o par: sentido da corrente elétrica / posição da agulha da bússola. 5