FÍSICA - 2 o ANO MÓDULO 20 POTÊNCIA E ENERGIA ELÉTRICA REVISÃO

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1 FÍSICA - 2 o ANO MÓDULO 20 POTÊNCIA E ENERGIA ELÉTRICA REVISÃO

2 Como pode cair no enem Não havendo aumento no preço do kwh nem nos impostos embutidos, você deverá pagar sua próxima conta de luz em torno de: a) R$ 181,02 d) R$ 212,12 b) R$ 185,05 e) R$ 315,42 c) R$ 197,03 (ENEM) O relógio que mede nosso consumo de energia elétrica é constituído de quatro pequenos relógios, que giram no sentido dos números crescentes. A leitura é sempre feita da esquerda para a direita, com o primeiro relógio indicando o algarismo do milhar e os demais fornecendo, respectivamente, a centena, a dezena e a unidade. Nosso consumo é expresso em kwh. Quando o ponteiro se encontra entre dois algarismos, é levado em conta o último algarismo ultrapassado. Levando em consideração uma conta de luz que acusa um consumo de 200 kwh e cujo total pago foi R$ 84,00, imagine que o funcionário da companhia elétrica encontrou no primeiro dia do mês a seguinte sequência para seu relógio : E, no primeiro dia do mês seguinte:

3 Fixação 1) Uma lâmpada traz em seu bulbo a inscrição 120V - 100W. Considerando que essa lâmpada se comporte como um resistor ôhmico, determine: a) A resistência elétrica de seu filamento incandescente. b) A energia elétrica consumida em um intervalo de tempo de 10 minutos.

4 Fixação F 2) Deseja-se projetar um aquecedor que, conectado ao acendedor de cigarros (12 V) de um carro, 3 aqueça 200 g de água de 20 C a 80 C em um tempo de 2 min. Considerando que o calor específicot da água é 1 cal/g.ºc, determine a resistência elétrica do resistor que deverá ser usado. Considere D 1 cal = 4 J. a =

5 ixação ) Um chuveiro tem resistência elétrica 10 Ω e, quando ligado, é percorrido por uma corrente elérica de intensidade 20 A. Num dia de inverno, a água na entrada do chuveiro encontra-se a 10 C. etermine qual deve ser a vazão de água, em L/min, através desse chuveiro para que, na saída, água esteja à temperatura de 40 C. (Adote 1 cal = 4 J e considere o calor específico da água 1 cal/g C.)

6 Fixação F a b 4) Um dispositivo elétrico, quando ligado em uma tomada de 110 V, dissipa uma potência de W. a) Qual é a resistência elétrica desse dispositivo quando ligado em 110 V? b) Qual é a intensidade da corrente elétrica que o percorre? c) O que acontecerá se esse dispositivo for ligado, inadvertidamente, em uma tomada de 220 V? Justifique.

7 ixação ) (FUVEST) A curva característica de um elemento resistivo é vista na figura abaixo. U (volts) i(ma) ) Qual é a potência dissipada quando i = 10 ma? ) Qual é a carga que passa em 10s, quando U = 2,0V?

8 Fixação F 6) Uma lâmpada de 40 W é projetada para ser utilizada em um farol de automóvel sob tensão 7 de 12 V. Determine: c a) Sua resistência elétrica, quando corretamente ligada d r b) A potência dissipada quando essa lâmpada for utilizada em um automóvel cuja bateria fornece uma tensão de 6 V. a b c

9 ixação ) (PUC) Um resistor ôhmico de resistência elétrica R, submetido à ddp U, é percorrido por orrente de intensidade i e dissipa uma potência elétrica P. A potência dissipada e a intensiade da corrente elétrica em um outro resistor de resistência 2R, submetido à ddp 2U, valem, espectivamente: ) 4P e 2i d) 2P e 2i ) 4P e i e) 2P e i ) 4P e i/2

10 Fixação 8) Um resistor de 50 Ω pode dissipar no máximo a potência de 0,50W. A máxima intensidade de corrente que pode passar por esse resistor é: a) 20 ma d) 150 ma b) 50 ma e) 200 ma c) 100 ma

11 1) (FUVEST) a) Qual é a resistência elétrica de uma lâmpada de 220V e 60W? b) Supondo que a resistência varia pouco com a temperatura, qual é a potência dissipada quando a lâmpada é ligada a uma tomada de 110V?

12 2) Um aquecedor elétrico de imersão, com resistência elétrica 8Ω, é submetido a uma tensão de 120V. Determine: a) a potência dissipada; b) o custo mensal, considerando que ele opera 3 horas por dia e que a companhia elétrica cobra R$ 0,30/kWh.

13 3) Por um chuveiro escoam 40 que a temperatura da água sofre uma variação de 10 C, determine a potência do chuveiro. (Dados: Calor específico da água c = 1 cal/g C sendo 1,0 cal = 4,2 J; Densidade da água d = 1,0 kg/l.)

14 4) Uma banheira contém 300 litros de água a 20 C. Com auxílio de um aquecedor de imersão de W, deseja--se aquecer essa água para um banho. Desprezando a capacidade térmica da banheira e as perdas de calor para o ambiente, determine: (Dados: Densidade da água = 1 kg/l; Calor específico da água = 1 cal/g C e 1 cal = 4 J.) a) O tempo necessário para que a água seja aquecida a 30 C. b) A resistência elétrica do aquecedor, sabendo-se que o mesmo opera sob tensão de 220 V.

15 5) Um aquecedor de imersão, com resistência elétrica 20 Ω, é mergulhado em um recipiente contendo 0,5 kg de água a 25 C. Submete-se o aquecedor a uma certa tensão elétrica e observa-se que, após 1 min, a temperatura da água atinge 40 C. Considerando que o calor específico da água vale 4 J/g C e desprezando as perdas de calor para o ambiente, determine: a) A potência dissipada pela resistência do aquecedor b) A tensão à qual o aquecedor está submetido e a intensidade da corrente elétrica que o atravessa.

16 6) (FUVEST) Um calorímetro, constituído por um recipiente isolante térmico ao qual estão acoplados um termômetro e um resistor elétrico, está completamente preenchido com 0,400 kg de uma substância cujo calor específico deseja-se determinar. Num experimento em que a potência dissipada pelo resistor era de 80 W, a leitura do termômetro permitiu a construção do gráfico da temperatura T em função do tempo t, mostrado na figura a seguir. O tempo t é medido a partir do instante em que a fonte que alimenta o resistor é ligada. Termômetro T (ºC) 80 Calorímetro V T(s) a) Qual é o calor específico da substância em joules/(kg C)? b) Refaça o gráfico da temperatura em função do tempo, no caso da tensão V da fonte que alimenta o resistor, ser reduzida à metade.

17 7) Liga-se um aquecedor de 100W que está imerso num calorímetro contendo 500 g de água. Em 1 min 40 s a temperatura da água sobe 4,5 C. Que porcentagem de energia elétrica fornecida ao aquecedor é dissipada? (Considere o calor específico da água 4,2 J/g C e que a energia dissipada não é absorvida pelo calorímetro).

18 8) (UERJ) Para dar a partida em um caminhão, é necessário que sua bateria de 12 V estabeleça uma corrente de 100 A durante um minuto. A energia, em joules, fornecida pela bateria, corresponde a: a) 2,0 x 10 1 c) 3,6 x 10 3 b) 1,2 x 10 2 d) 7,2 x 10 4

19 9) Um resistor, com resistência elétrica 5 Ω, está totalmente imerso em um grande bloco de gelo a 0 C. A partir de certo instante, uma corrente elétrica de intensidade 10 A passa a circular pelo resistor. Considerando que o calor latente de fusão do gelo é de 80 cal/g e adotando 1 cal = 4 J, determine o tempo necessário para que ocorra a fusão de 2 kg de gelo.

20 10) (PUC) Um resistor dissipa 1,8 watt quando a tensão em seus terminais é 6,0 volts. Se esse resistor for ligado à tensão 4,0 volts, a potência por ele dissipada será, em watts, igual a: a) 2,7 d) 0,80 b) 1,8 e) 0,45 c) 1,5

21 11) Um chuveiro elétrico, cuja resistência é de 20Ω, foi fabricado para ser usado em voltagem 110V. Para obter um chuveiro com a mesma potência, numa rede de 220V, devemos usar uma resistência de: a) 5Ω d) 160Ω b) 10Ω e) 80Ω c) 40Ω

22 12) Um certo resistor é percorrido por uma corrente elétrica. Cada elétron que compõe essa corrente transfere ao resistor, na forma de energia térmica, 4, joules. A que diferença de potencial está submetido o resistor? (Carga do elétron= 1, coulombs).

23 13) Um aparelho elétrico possui a indicação 110V W. Determine a potência dissipada por esse aparelho, se o mesmo for ligado a uma tensão de alimentação de 55V.

24 14) Ganhei um chuveiro elétrico de 6050W - 220V. Para que esse chuveiro forneça a mesma potência na minha instalação, de 110V, devo mudar a sua resistência para o seguinte valor, em ohms: a) 0,5 b) 1,0 c) 2,0 d) 4,0 e) 8,0

25 15) Uma das alternativas usadas pelas companhias de eletricidade para reduzir o consumo de energia elétrica nos períodos de grande demanda é reduzir os valores da tensão estabelecida nas residências. Suponha uma torradeira cujos dados nominais são 120V-1200W e que será utilizada em determinado mês (30 dias) na tensão de 108V. Sabendo-se que a torradeira é utilizada diariamente por 10 minutos, a sua economia será de: a) 1,14 kwh b) 6 kwh c) 0,6 kwh d) 1,2 kwh e) 1,08 Wh

26 16) (UERJ) Uma residência apresenta, em sua instalação elétrica, duas fases: uma de 120 V e outra de 220 V. A fase de 120 V tem doze tomadas que fornecem, cada uma, no máximo, 100 W de potência. A fase de 220 V tem quatro tomadas que fornecem cada uma, no máximo, 1100 W de potência. Calcule: a) A potência total que cada fase pode fornecer. b) O valor máximo da intensidade da corrente em cada uma das fases.

27 17) (CESGRANRIO) A figura esquematiza o circuito elétrico de um ferro de engomar em funcionamento. Tomada 120 V 16,0 Ω A potência por ele dissipada é de, aproximadamente: a) 900 W b) 120 W c) 1920 W d) 750 W e) 1440 W

28 18) (UERJ) Durante 30 dias do verão, o gasto total com esses dispositivos, em reais, é cerca de: a) 234 c) 666 b) 513 d) 1026

29 19) (UERJ) No inverno, diariamente, um aquecedor elétrico é utilizado para elevar a temperatura de 120 litros de água em 30ºC. Durante 30 dias do inverno, o gasto total com este dispositivo, em reais, é cerca de: a) 48 c) 96 b) 63 d) 126

30 20) Por um resistor de resistência 5,0 Ω passam 6, C de carga, durante 1,0 min. A quantidade de energia elétrica transformada em calor no resistor é: a) 3, J b) 4, J c) 5, J d) 6, J e) 7, J

31 21) Pelo filamento de uma lâmpada de incandescência passa uma corrente elétrica. Sabendose que a lâmpada está ligada à rede de 120V e que dissipa uma potência de 60,0Ω, pode-se afirmar que a corrente que passa pelo filamento e sua resistência são, respectivamente: a) 1,50 A e 2,40. 10² Ω b) 2,00 A e 2,30. 10² Ω c) 0,50 A e 2,40. 10² Ω d) 0,50 A e 2,30. 10² Ω e) 1,00 A e 2,40. 10² Ω