FICHA DE TRABALHO DE FÍSICA E QUÍMICA A DEZEMBRO 2010

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1 FICHA DE TRABALHO DE FÍSICA E QUÍMICA A DEZEMBRO 2010 APSA Nº11 11º Ano de Escolaridade 1- Classifique como verdadeiras ou falsas cada uma das seguintes afirmações, corrigindo estas últimas sem recorrer à forma negativa. A- Um campo eléctrico é uma grandeza que se manifesta através da acção que exerce sobre um íman e sobre uma corrente eléctrica. B- Um campo eléctrico é uma grandeza escalar, que se manifesta através da acção que se exerce sobre cargas magnéticas. C- Um campo magnético é uma grandeza vectorial, cuja unidade no SI é o tesla (T). D- As linhas de campo são secantes aos vectores campo e orientam-se segundo o sentido do campo. E- As linhas de campo nunca se cruzam e a intensidade do campo é inversamente proporcional à densidade das linhas de campo. F- Um fenómeno electromagnético resulta da existência de um campo eléctrico e de um campo magnético. 2- Na figura estão representadas as linhas de força de um campo eléctrico criado por duas cargas Q 1 e Q 2. a) De que outro modo se poderia representar a acção das duas cargas? b) Qual das cargas é positiva? Justifique. c) Serão as duas cargas, em módulo, do mesmo valor? Justifique. d) Represente no ponto P os campos eléctricos criados pelas duas cargas que deram origem à informação indicada na figura. e)representa nos pontos A, B e C os vectores representativos do campo eléctrico criado pelas duas cargas. 3- A e B são dois iões fixos pertencentes a uma rede cristalina. Uma carga eléctrica q 1 é introduzida na posição X, ficando livre de se mover. Sobre q 1 só é significativa a acção dos iões A e B, e esta acção é tal que a resultante das forças sobre q 1 é nula. a) Qual o sinal dos iões A e B? b) Qual dos iões tem uma carga eléctrica maior em módulo? 1

2 4- Na figura estão representadas algumas linhas de um campo magnético criado por um íman Identifique os pólos norte e sul do íman. 5- Entre duas placas metálicas paralelas, carregadas e mantidas ligadas aos terminais de um gerador, criou-se um campo eléctrico. a) Caracterize o campo eléctrico entre as placas. b) Represente algumas linhas de força e o vector campo eléctrico no espaço entre as placas. 6- Observe a figura. O voltímetro ligado à bobina de fio condutor indica a existência de uma tensão eléctrica em I num sentido e em II em sentido oposto. Indique as afirmações verdadeiras. A- O campo magnético existente é criado pelo íman. B- Quando o íman está parado na posição I, a bobina é atravessada por um fluxo magnético. C- Quando o íman está parado na posição I, o ponteiro do voltímetro está na posição zero. D- Só aparece uma f.e.m- se se mover o íman em relação à bobina. E- Na figura I, o movimento é tal que o fluxo magnético que atravessa a bobina está a aumentar. F- Na figura II, o fluxo magnético que atravessa a bobina está a diminuir. G- O fenómeno ilustrado na figura denomina-se indução electromagnética. 7- Um íman move-se para o interior de uma bobina feita de um fio metálico de acordo com a figura. Às extremidades da bobina está ligado um galvanómetro, cujo ponteiro não está no zero da escala. a) Que informação o galvanómetro nos dá? b) Se, de repente, o movimento do íman parar, que indicação dá o galvanómetro? c) Que é necessário fazer para que o valor indicado pelo galvanómetro seja maior? 2

3 8- Observa a seguinte figura. a) Qual a grandeza que está a variar durante o movimento da espira? b) Em que situação A ou B o fluxo que atravessa a espira tem um valor maior? c) A área da espira é de 10 cm 2. A intensidade do campo magnético, na situação B é de 2,0 x 10-3 T. Calcular o fluxo máximo que atravessa a espira. d) Em que sentido se deve mover a mão para que haja diminuição do fluxo magnético? e) Em que posição deve estar a espira para ser atravessada por um fluxo cujo valor seja metade do fluxo máximo? f) O que é que originou a variação de fluxo magnético na espira? 9- Observar as seguintes figuras. Associar a cada uma das figuras a presença de um campo eléctrico não uniforme, um campo magnético não uniforme e um campo uniforme. Justificar a opção. 10- Numa espira de superfície de 2,00 cm 2, colocada perpendicularmente a um campo magnético, regista-se um fluxo magnético de 8,0 x 10-6 Wb. Determine a intensidade do campo magnético. 11- Indique o que aconteceria ao fluxo magnético: a) com o aumento da intensidade do campo magnético. b) caso se orientasse a espira de outra forma. c) caso se colocassem mais espiras perpendicularmente ao campo magnético. 12- Considere uma espira quadrada, com uma resistência eléctrica de 2,0 Ω, que é inserida num campo eléctrico uniforme. O fluxo que a atravessa varia, com o tempo. Sabendo que em 0,4 s sofre uma variação de 20 x 10-3 Wb, determina: a) O valor da força electromotriz induzida no intervalo de tempo em que se registou a variação do fluxo. b) A intensidade de corrente que circula na espira no referido intervalo de tempo. c) A potência média dissipada pela espira. 3

4 1- A- Verdadeira B- falsa Um campo eléctrico é uma grandeza vectorial que se manifesta através da acção que se exerce sobre cargas eléctricas. C- Verdadeira D- Falsa As linhas de campo são tangentes aos vectores campo e orientam-se segundo o sentido do campo. E- Falsa As linhas de campo nunca se cruzam e a intensidade do campo é directamente proporcional à densidade das linhas de campo. F- Verdadeira 2- a) Através da representação do campo eléctrico em diferentes pontos do espaço na vizinhança das cargas. b) A carga positiva é a carga Q 1, pois é dela que saem as linhas de força do campo. c) Não. Na vizinhança da carga Q 1 as linhas do campo estão mais concentradas, logo o campo aí é mais intenso. Podemos concluir que Q 1 > Q 2. d) O campo tem sentido das linhas de campo nas cargas positivas e sentido contrário nas cargas negativas. 3- a) As cargas A e B têm de ter o mesmo sinal para originarem na carga X duas forças de sentidos opostos. b) Como a carga X está mais próxima do ião B, a carga do ião B é, em módulo, menor do que a do ião A. 4- O pólo Norte é de onde saem as linhas de campo e o pólo sul é onde as linhas de campo entram. 5- a) É um campo uniforme. Em todos os pontos o campo eléctrico é igual em módulo, direcção e sentido. As linhas de força são linhas paralelas. b) 4

5 6- Todas as afirmações são verdadeiras. 7- a) Informa que existe uma f.e.m. na bobina. O galvanómetro está a medir a d.d.p. nos terminais da bobina. b) Zero. Só existe f.e.m. induzida enquanto durar o movimento do íman no interior da bobina. c) Mover o íman com uma velocidade maior, para que a variação do fluxo se realize num intervalo de tempo menor. 8- a) fluxo magnético b) Em B. O campo magnético é superior pois a densidade de linhas de campo é maior. c) φ = 2 x 10-6 Wb d) O movimento deve ser da esquerda para a direita de acordo, com a figura. A área da espira que é atravessada pelas linhas de campo magnético é cada vez menor. e) Quando a área exposta às linhas de campo for a de um semi-circulo. f) Variação da área atravessada pelo fluxo magnético. 9- A- Campo uniforme. As linhas do campo são paralelas, umas às outras, logo a intensidade do campo é constante, sendo também constantes a direcção e o sentido. B- Campo eléctrico não uniforme. As linhas de campo não se fecham, são abertas. Todas elas partem do condutor. O campo eléctrico é mais intenso na zona ponteaguda do condutor. C- Campo magnético não uniforme. São linhas de campo magnético pois são linhas fechadas. A densidade das linhas de campo é maior junto da espira. 10- B = 4,0 x 10-2 T 11- a) Aumentando a intensidade do campo magnético, aumentava o fluxo magnético. b) Desde que a espira não se encontrasse perpendicular ao campo magnético, o valor do fluxo seria sempre menor do que o referido, podendo mesmo ser nulo se a espira se encontrasse paralelamente à direcção do campo. 5

6 c) O fluxo iria aumentar tantas vezes quanto o número de espiras que se colocassem. 12- a) ε = 0,05 V b) I = 0,025 A c) P = 1,25 x 10-3 W 6