FENTE 3 - ELETCDDE E MECÂNC 1. L-P) - Pela secção reta de um condutor de eletricidade, passam 12C a cada minuto. Nesse condutor, a intensidade da corrente elétrica, em ampêres, é igual a 0.08 b) 0,20 c) 5,0 d) 7,2 e) 12 3. (EFOMM) - Suponha que o flash de uma certa câmera digital somente possa ser disparado quando o capacitor em paralelo com sua microlâmpada de xenônio acumula 20 quatrilhões de elétrons. Sabendo-se que sua descarga dura 1 décimo de segundo, a intensidade da corrente de descarga (em ampêres) é de, aproximadamente: a) 0,032 b) 0,038 c) 0,047 d) 0,058 e) 0,066 Dado: carga elétrica elementar e = 1,6. 10-19C quatrilhão = 10 15 n = 20. 10 15 elétrons t = 0,10s e = 1,6.10-19C 12C 60s =* i= 0,20 Q 20.10 15.1,6.10-19 i = - =* i = =* i = -----'--- () t t 0,10 i= 320. 104 i= 0,032 esposta: 2. (UFSM.S) - Uma lâmpada permanece acesa durante 5 minutos por efeito de uma corrente de 2, fornecida por uma bateria. Nesse intervalo de tempo, a carga total (em C) que atravessou o seu filamento é: a) 0,40 b) 2,5 c) 10 d) 150 e) 600 i = =* Q = i. t =* Q = 2.5.60 (C) =* Q = 600C t 4. O fio da figura é percorrido por uma quantidade de carga elétrica de 36C em um intervalo de tempo de 4,Os. Qual o intervalo de tempo que uma quantidade de carga elétrica de 108C deve levar para atravessar o fio, sabendo que a intensidade média de corrente é a mesma? b :':) b f. f. a) 6,Os b) 8,Os c) los d) 12s e) 15s esposta: D +:)OJETVO - 379
5.. ó"ãc'iolrar um -interruptor de uma lâmpada elétrica, esta é acesa quase instantaneamente, embora possa estar a centenas de metros de distância. sso ocorre porque a) a velocidade dos elétrons na corrente elétrica é igual à velocidade da luz. b) os elétrons se põem em movimento quase imediatamente em todo o circuito, embora sua velocidade média seja relativamente baixa. c) a velocidade dos elétrons na corrente elétrica é muito elevada. d) não é necessário que os elétrons se movimentem para que a lâmpada acenda. Determine, entre os instantes O e 6,Os, a quantidade de carga elétrica que atravessa uma seção transversal do condutor. N ' base. altura 6,0 lo _ Q = 30C Q=rea= -- = _ 2 2 _ esposta: Q = 30C velocidade média típica dos elétrons num fio, por efeito de uma tensão elétrica aplicada, é da ordem de mm/s. esposta: 2. (UFPE.2010) - O gráfico mostra a variação da corrente elétrica, em amperes, num fio em função do tempo t, em segundos. carga elétrica, em coulombs, que passa por uma seção transversal do condutor nos primeiros 4,0 segundos é: 6,0 5,0 POPEDDE GÁFC E TENSÃO ELÉTC 1. No gráfico da intensidade instantânea da corrente elétrica em função do tempo, a área é numericamente igual à quantidade de carga elétrica que atravessa a secção transversal do condutor no intervalo de tempo.it. $ 4,0 w - z 3,0 w a:: a:: O 2,0 u 1,0 V / / / 0,0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 TEMPOt(s) a) 2,0 b) 4,0 c) 6,0 d) 8,0 e) 10 Qárea Q (+ 2 b)h Q= (4,O+,o)4,O (C) Q=OC esposta: E Em um condutor metálico, mediu-se a intensidade da corrente elétrica e verificou-se que ela variava com o tempo, de acordo com o gráfico a seguir: 10 6,0 t (s) 380 - +:)OJETVO
(UEN-2010) () 4. Uma lâmpada foi ligada a uma pilha de l,5v e acendeu. a) Das três situações propostas, qual é a correta? 1, o 5,0 10,0 (S) o gráfico representa a intensidade de corrente que percorre um fio em funçnao do tempo e com base nos conhecimentos de Eletricidade, marque com V as afirmativas verdadeiras e com F, as falsas. ( ) carga total que passa por uma seção reta do fio entre os instantes t = 5,Os e = O,Os é igual a 3,OC. ) intensidade média da corrente que passa por uma seção reta do fio entre os instantes ti = O,Ose = 1O,0s é igual a O,9. ) O fio apresenta uma resistência de 2,00. alternativa que indica a sequência correta, de cima para baixo, é a Ol)FVF 02)VVF 03)VFV 04)FVV VEDDE. De 5,Osà los, temos: Q área do triângulo. N b.h 5,0.1,2 Q= -2- = 2 =3,OC l. Verdadeira. De Oà 5,Os,temos: Q' área do retângulo. Q' = b. h = 5,0. 1,2= 6,OC ssim: Q+Q' 4t 3,0 + 6,0 10 =O,9 m.falsa. Nada se pode afirmar sobre a resistência elétrica do fio com os dados fornecidos. lternativa: 02 b) ndique, no esquema correto, o sentido convencional da corrente elétrica e o sentido de movimento dos elétrons livres através do filamento da lâmpada. a) Mostre ao aluno como é a ligação do flamento e dos fios metálicos no interior da lâmpada e como o gerador deve ser ligado para fechar o circuito: Logo, a ligação correta é a m. filamento fios metálicos rosca metálica... material isolante base metálica b) Na pilha, no sentido convencional, a corrente elétrica entra pelo polo negativo e sai pelo polo positivo. Deste modo, temos no filamento: sentido convencional O sentido real (dos elétrons) é contrário ao sentido convencional. +:)OJmVO - 381
5. Em uma bateria elétrica de carro comum, encontra-se a inscrição 12Y. a) Qual o significado físico dessa inscrição? b) Que tipo de energia está sendo convertida em energia elétrica? b) bateria de carro 12V U=.i 12=3,0.i i=4,o 12joules de energia a) 12V = ----- _ 1,0 coulomb de carga elétrica b) Nas baterias comuns de carros, temos a transformação de energia química em energia elétrica. 2. (UNlFE-MG-MODELO ENEM) - plica-se urna diferença de potencial aos terminais de um resistor que obedece à Lei de Ohm. Sendo U a diferença de potencial, a resistência do resistor e a corrente elétrica, qual dos gráficos abaixo não representa o comportamento deste resistor? U(V) (n) a) b) () (). Nas figuras abaixo, um resistor ôhmico está ligado a uma bateria. Cada uma delas apresenta uma tensão elétrica diferente. (n) U (V) c) d) bateria de carro 12V a) Calcule o valor da resistência elétrica sabendo que a intensidade da corrente que atravessa o resistor é de O,50 no primeiro circuito. ndique o sentido convencional da corrente. b) Sendo o mesmo resistor do item (a), calcule a intensidade de corrente que "circula" no segundo circuito elétrico e indique o seu sentido convencional. U (V) (n) O gráfico que nã! representa um resistor de comportamento ôhmico é o da alternativa D. a) U=.i 1,5=.0,50 i +- = 0 1 :0: = 3,00 i +- 382 - )OJETVO
3. (PUC-j-daptado) - Um estudante, num laboratório de Física, usando aparelhos adequados de medição, fez diversas medidas de tensão elétrica num resistor e também das respectivas intensidades de corrente elétrica. Com isso, conseguiu uma tabela de dados que lhe permitiu esboçar o gráfico abaixo. a) resistência elétrica tempo de uso b) o resistência elétrica tempo de uso u (V) 4 3 c) resistência elétrica d) resistência elétrica 2 0,2 0,3 0,4 i() 01----------+ tempo de uso o tempo de uso Pode-se dizer que a) o resistor é ôhmico e sua resistência elétrica mede 20f!. b) o resistor elétrico não é ôhmico. c) o resistor elétrico é ôhmico e sua resistência elétrica mede 100. d) o resistor elétrico é ôhmico e sua resistência elétrica mede 5,00. e) o resistor elétrico é ôhmico e sua resistência elétrica mede 1,00. e) resistência elétrica tempo de uso O gráfico é retilíneo e portanto se trata de uma função do? grau. Mostra ainda que a ddp (U) é diretamente proporcional à intensidade de corrente. Logo, é resistor ôhmico. Sendo U =. i 4,0 =. 0,4 = 100 esposta: C Da 2" Lei de Ohm: l= e p- i Tal comportamento nos remete ao gráfico da alternativa. esposta: 4. (UFTM-Junho-2010 MODELO ENEM) - Com o uso, os filamentos das lâmpadas incandescentes perdem átomos por vaporização, tornando-se mais finos. dmita que, por conta da diminuição do diâmetro do filamento, a área da secção transversal do filamento diminua conforme indica o gráfico. 5. (VUNESP-UCSL-2010-MODELO ENEM) - s incubadoras neonatais são dispositivos de muita utilidade no auxílio do tratamento de bebês nascidos prematuramente. Elas conseguem manter uma temperatura constante e adequada para a sobrevivência dos bebês. sso é possível através do uso de aquecedores em forma de serpentina. liga metálica de resistividade elétricos, resistores metálicos Considere um desses resistores, feito de uma 2,0. 10-5 O. m, ligado a uma bateria ideal de f.e.m. l2v e sendo percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 30m. relação entre o comprimento transversal vale, em unidades do S, desse resistor e a área de sua secção a) 2. 10 7 b) 2. 10 6 c) 2. 10 4 d) 2. 10 4 e) 2. 10 3 Dos gráficos apresentados, aquele que melhor apontaria os valores da resistência elétrica durante a vida útil dessa lâmpada, supondo que a resistividade e o comprimento do filamento se mantenham constantes durante toda a vida útil da lâmpada, esboçado em Sendo a bateria ideal, temos: U =i 12=.30. 10-3 = 12 (fi) 30.10-3 +:)OJETVO - 383
=400il 3. Pela 2i' Lei de Ohm, temos: = p..i.. 400 = 2,0 10-5..i.. = 2,0 10 7 (S) esposta: = p= p n 2 4. ESSTOES - SSOCÇÃO Para as associações a seguir, determine a resistência equivalente entre os extremos e : 1. 6,00 6,00 6,00 6,00 p = -; 1\ = -3- p_=_2_,oo.= 6,00+ 8,00+3,00.=170 5. (UFCSP-S) - O circuito abaixo é composto por fios ideais e por barras de carbono resistivas (linhas mais grossas). Cada barra tem resistência. 2. 12n 6,on _ produto _ 12.6,0 (O) p = 4,00 p soma p 12 + 6,0.----- / arra de carbono com resistência Qual é a resistência equivalente entre os pontos e do circuito? a) 2/3 b) /3 c) 3/2 d) 3 e) 6 384 - )OJmVO
EÇÃO: 2 edesenhando o circuito temos = - + - = --, eq 3 3 3 esposta: 1. Quando um fio ideal é ligado aos dois terminais de um resistor, ele se constitui num curto-circuito. corrente elétrica passa toda pelo "curto", desviando-se 1+; do resistor: UU ",,,,ti 6. (FMTM) - Um aquecedor industrial de 110 V é formado por uma associação de N resistores iguais, de 5,50 cada um, ligados em série. Sabendo-se que a corrente nominal do equipamento é 1, o valor de Né a) 5 b) 10 c) 15 d) 20 e) 30 Utotal = otal esposta: D itotal 110= n. (5,5). 1,0 110 n=-- 5,5 n = 20 resistores 7. (puc-j-2010) - Calcule a resistência do circuito formado por 10 resistores de 10 ko, colocados todos em paralelo entre si, e em série com 2 resistores de 2kO, colocados em paralelo. a) 1kO b) 2 ko c) 5 ko d) 7 ko e) 9 ko = 10kO + 2kO eq 10 2 eq = 1 ko + 1 ko eq = 2 ko esposta: No circuito abaixo, há três resistores, sendo que um deles está em curto-circuito. Determine a resistência equivalente e esquematize o caminho da corrente elétrica. 6,00 8,00 : _ "t._ 3,00 O resistor de 8,00 está em curto-circuito e, portanto, não é percorrido por corrente elétrica. Ele pode ser retirado do circuito.,------'--"> 6,0 x 3,0 (O)= 2 00 i:r--6+3'o ' i 3,00 : ------- r --.----WN.--- 2,00 Esquema das correntes: 6,00 8j::::=rt; 3,00 O valor da resistência equivalente vale 2,00 +:)OJmVO - 385
2. Qual a resistência equivalente entre os extremos e H da associação abaixo? 100 3?) efazer o circuito, transportando todos os resistores. 6.00 1.00 :::) lu'l. 3.00 Wh 1'S 8,00 100 5,00 8,00 1 1 1 1 --=--+--+-- eq 3,0 3,0 3,0 3,00 =>. eq = 1,00 100 4. (UECE) - ssinale a alternativa correspondente à resistência equivalente entre os terminais OH do circuito da figura abaixo. a) 5 b) c) 4 + d) 5 - nalisando-se o circuito, observa-se que os pontos,, E, D e C estão sob mesmo potencial elétrico, dessa maneira, todos os resistores estão submetidos à mesma tensão elétrica e, portanto, associados em paralelo. 3. (UFPE) - Calcule a resistência equivalente, em ohms, entre os pontos e do circuito abaixo: == eq n 5 esposta: Procedimento:?) Coloque letras em todos os nós (nós são pontos comuns a três ou mais condutores). 2?) Nos nós ligados por fio sem resistência, colocar a mesma letra (são pontos de mesmo potencial elétrico). 386 - )OJETVO
resistência equivalente à associação abaixo, entre os terminais e H,é: a) 250 b) 200 c) 150 d) 5,00 e) 2,50 2,On ESSTOES - SSOCÇÃO 2,On lo (UFMG) - ninha ligou três lâmpadas idênticas à rede elétrica de sua casa, como mostrado nesta figura: Seja U p a diferença de potencial e i p 127V a corrente na lâmpada P Na lâmpada p Q, essas grandezas são, respectivamente, U Q e iqo Considerando-se essas informações, é correto afirmar que a)u p < U Q e i p > iqo b)u p > U Q e i p > iqo Q c)u p < U Q e ip = iqo d)u p > U Q e ip= iqo Sendo as três lâmpadas idênticas, vem: 10n H eq = 2.5n -+ 127V p H esposta: E Q 127 U p = 127Ve U Q = -2-V Sendo i = ' temos para = ete esposta: )OJETVO - 387
2. Na figura que se segue, há dois resistores em série, e z ' conectados aos fios a e b. Entre esses fios, há uma ddp de 4OY. Fio a 40V Para o cálculo da intensidade da corrente em cada resistor, devemos aplicar a Lei de Ohm CU =. i). ssim, temos: U = =* 18 = 31 1 =* = 6 U = 2 1 2 =* 18 = 61 2 =* U = J J =* 18 = 91J =* esposta: 1 2 = 3 J = 2 Fiob a) Determine a intensidade da corrente que atravessa os resistores. b) Determine a ddp em cada resistor. a) i 4. (UFG-2010-MODELO ENEM) - Na figura, são apresentadas as resistências elétricas, em ohms, do tecido conjuntivo em cada região do corpo humano. Uma pessoa descalça apoiada sobre os dois pés na terra toca acidentalmente, com uma das mãos, um cabo elétrico de tensão 220 V em relação à terra. u 1 :., = 3,00 1..2: = 5,00 U = 40V => eq= 8,00 U =40V U = eq. i :.40 = 8,0. i :.1 i = 5,O b) U = i:. U =3,0.5,0 (V) :.1 U = 15V U 2 = i :. U 2 = 5,0.5,0 (V) : 1 U 2 = 25V ou U 2 = U - U :. U 2 = 40 V - 15 V :. U 2 = 25V 140 140 320 320 GMNES S.; MTNSEN O. G. ioimpedance and bioelectricity basics. 2. nd edition. Elsevier, 2008. p. 121. 3. (UNESP) - s instalações elétricas em nossas casas são projetadas de forma que os aparelhos sejam sempre conectados em paralelo. a Dessa maneira, cada aparelho opera de forma independente. figura mostra três resistores conectados em paralelo. 18V 30 60 90 Desprezando-se as resistências dos fios de ligação, o valor da corrente em cada resistor é b a) = 3, z = 6 e 1 3 = 9. b)l) =6,l z =3e 3 =2. Considerando o exposto e que a corrente flui apenas pelo tecido mencionado, calcule a) a resistência imposta pelo corpo à passagem da corrente elétrica; b) a corrente elétrica total. a) Considerando que na região das pernas, temos uma associação de resistores em paralelo, vem: 510 eq= 500 + 270 + no + 100 + 13 + -- (O) 2 b) Da La Lei de Ohm, vem: U=.i 220= 1248.i i:= 0,176 c)l( =6,l z =6e 3 =6. d) 1 = 9, z = 6 e 1 3 = 3. e)11 = l5,l z = 12e 3 =9. 388 - )08JmVO
5. (UFC) - No circuito da figura, sabe-se que a corrente elétrica que passa no resistor é 9,0. s correntes que percorrem os resistores 2, 3 e 4 valem, respectivamente: Um esquema de circuito elétrico que obedece a essas condições está desenhado abaixo: 60 1 90 a) 3,O,6,Oe9,O c) 9,O,9,Oe9,O e) 3,O,6,Oe4,5 4,50 30 b) 6,O,3,Oe4,5 d) 4,5,4,5e9,O U =U 2 i l =ziz 20. 7,5 = 2 2,5 i 2 + i 3 = 9,0 () U Z =U 3 z i z = 3 i 3 6.iz= 3. i 3 i 3 =2i 2 j(m De e 11,temos i 2 + 2iz =9,0 3i z =9,0 U 10tal = U + U 3 U 10ta = i + 3 i 3 U 10tal = 20.7,5 + 4,5. 10 (V) U 10tal = 600V esposta: C inda i 4 = i 2 + i 3 = i l esposta:. (UFMG) - resistência elétrica de um dispositivo é definida como a razão entre a diferença de potencial e a corrente elétrica nele. Para medir a resistência elétrica de um resistor, afael conectou a esse dispositivo, de duas maneiras diferentes, um voltímetro, um amperímetro e uma bateria, como representado nestas figuras: 6. (CEFET-SP) - Em um circuito elétrico, existem três resistores. s intensidades aos valores: das correntes elétricas que passam por eles correspondem i l = 7,5, i 2 = 2,5 e i 3 = lo. São dadas também as resistências: =200hme 3 =450hm. partir destes dados, os valores da resistência do resistor 2 e da tensão total aplicada ao circuito são, respectivamente: a) 6,7 ohms e 450V b) 30 ohms e 150V c) 60 ohms e 600V d) 40 ohms e 600V e) 80 ohms e 450V Pelos dados fornecidos, percebe-se que e 2 não estão associados em série, pois i ir Pode ser percebido também que: i l + i 2 = i 3 Nessas figuras, os círculos representam os medidores e o retângulo, o resistor. Considerando essas informações, identifique, diretamente nessas duas figuras, com a letra V, os círculos que representam os voltímetros e, com a letra, os círculos que representam os amperímetros. Justifique sua resposta. 11 +:)OJETVO - 389