ELETRODINÂMICA_2 TEXTO: 1 - Comum à questão: 1 Para seus cálculos, sempre que necessário, utilize os seguintes dados: Questão 01) Para a segurança dos clientes, o supermercado utiliza lâmpadas de emergência e rádios transmissores que trabalham com corrente contínua. Para carregar suas baterias, no entanto, esses dispositivos utilizam corrente alternada. Isso é possível graças a seus retificadores que possuem, cada um, dois capacitores de 1.400 F, associados em paralelo. Os capacitores, descarregados e ligados a uma rede elétrica de tensão máxima igual a 170 V, estarão com carga plena após um certo intervalo de tempo t. Considerando t, determine: a)a carga elétrica total acumulada; b)a energia potencial elétrica total armazenada. Questão 02) Um estudante possui três pilhas idênticas de 1,5 V para alimentar o motor de um carrinho. Para o motor funcionar, a tensão mínima aplicada deve ser de 3,0 V. As pilhas podem ser dispostas conforme as configurações a seguir. O motor do carrinho funciona somente com as pilhas nas disposições a)1 e 2 b)1 e 3 c)2 e 3 d)1, 3 e 4 e)2, 3 e 4 Questão 03) No mundo atual, é muito difícil viver sem a eletricidade e seus benefícios. No entanto, o seu uso adequado envolve o domínio técnico associado a conceitos e princ ípios físicos. Neste sentido, considere um ramo de um circuito residencial montado por estudantes em uma aula prática de eletricidade, composto pelos seguintes elementos : um disjuntor (D), uma lâmpada (L), um interruptor (I), o fio neutro e o fio fase. O circuito que está corretamente montado é o representado pela opção a) b) c) d) Questão 04) Num laboratório de física, o professor entrega aos seus alunos 2 pilhas e um multímetro e pede que eles obtenham, através do multímetro, a tensão elétrica de cada uma das pilhas. Os alunos, ao fazerem a leitura, anotam os seguintes resultados: PILHA 1: V 1 = 1,54 volts e PILHA 2: V 2 = 1,45 volts. Na sequência, o professor pede que coloquem as pilhas associadas em série corretamente e que façam novamente a medida, porém alguns alunos procedem de maneira errada, associando os polos positivos, conforme figura a seguir.
A leitura das medidas feita pelos alunos que associaram corretamente as pilhas e por aqueles que as associaram incorretamente foi, respectivamente, em volts a)1,50 e zero. b)2,99 e zero. c)2,99 e 0,05. d)3,00 e 0,09. e)2,99 e 0,09. Questão 05) Nos dois circuitos ao lado, as quatro baterias são idênticas, assim como as duas lâmpadas. Comparando o brilho das lâmpadas nos dois circuitos, assinale a alternativa CORRETA sobre qual delas brilha mais. a)a lâmpada do circuito 1, porque as duas baterias em série fornecem voltagem menor que uma única bateria. b)a lâmpada do circuito 1, porque as duas baterias em série fornecem voltagem maior que uma única bateria. c)a lâmpada do circuito 2, porque as duas baterias em paralelo fornecem voltagem menor que uma única bateria. d)a lâmpada do circuito 2, porque as duas baterias em paralelo fornecem voltagem maior que uma única bateria. e)ambas brilham igualmente. Questão 06) Uma situação prática bastante comum nas residências é o chamado interruptor paralelo, no qual é possível ligar ou desligar uma determinada lâmpada, de forma independente, estando no ponto mais alto ou mais baixo de uma escada, como mostra a figura Em relação a isso, são mostrados três possíveis circuitos elétricos, onde A e B correspondem aos pontos situados no ponto mais alto e no mais baixo da escada e L é a lâmpada que queremos ligar ou desligar. O(s) esquema(s) que permite(m) ligar ou desligar a lâmpada, de forma independente, está(ão) representado(s) corretamente somente em a)i. b)ii. c)iii. d)ii e III. e)i e III. Questão 07) Em uma aula prática foram apresentados quatro conjuntos experimentais compostos, cada um, por um circuito elétrico para acender uma lâmpada. Esses circuitos são fechados por meio de eletrodos imersos em soluções aquosas saturadas de diferentes compostos, conforme os esquemas a seguir: O conjunto cuja lâmpada se acenderá após o fechamento do circuito é o de número: a)i b)ii c)iii d)iv Questão 08) Quatro pilhas elétricas idênticas, cada uma com força eletromotriz de 1,5 V e resistência interna associadas, conforme mostra a figura abaixo. Essa associação é ligada a uma lâmpada de resistência da corrente na lâmpada é 0,6, são R 0, 40. A intensidade
a)1,5 A. b)1,0 A. c)2,0 A. d)3,0 A. Questão 09) A bateria de alimentação do circuito elétrico de um automóvel, suas lâmpadas e seus faróis são de 12 V. Isto significa que suas lâmpadas e faróis só funcionam adequadamente quando submetidos à diferença de potencial de 12 V. Assinale, dentre as opções abaixo, aquela que indica corretamente o circuito elétrico dos dois faróis altos e dos dois faróis baixos: a) b) c) d) e) Questão 10) Um rapaz montou um pequeno circuito utilizando quatro lâmpadas idênticas, de dados nominais 5 W 12 V, duas baterias de 12 V e pedaços de fios sem capa ou verniz. As resistências internas das baterias e dos fios de ligação são desprezíveis. Num descuido, com o circuito ligado e as quatro lâmpadas acesas, o rapaz derrubou um pedaço de fio condutor sobre o circuito entre as lâmpadas indicadas com os números 3 e 4 e o fio de ligação das baterias, conforme mostra a figura. O que o rapaz observou, a partir desse momento, foi: a)as quatro lâmpadas se apagarem devido ao curto-circuito provocado pelo fio. b)as lâmpadas 3 e 4 se apagarem, sem qualquer alteração no brilho das lâmpadas 1 e 2. c)as lâmpadas 3 e 4 se apagarem e as lâmpadas 1 e 2 brilharem mais intensamente. d)as quatro lâmpadas permanecerem acesas e as lâmpadas 3 e 4 brilharem mais intensamente. e)as quatro lâmpadas permanecerem acesas, sem qualquer alteração em seus brilhos. Questão 11) O vendedor de um motor elétrico de corrente contínua informa que a resistência interna desse motor é 1,0 e que o mesmo consome 30,0 W, quando ligado à d.d.p. de 6,0 V. A força contra-eletromotriz (f.c.e.m.) do motor que ele está vendendo é: a)6,0 V b)5,0 V c)3,0 V d)1,0 V e)0,8 V Questão 12) A eletricidade hoje faz parte do nosso dia a dia e está presente em quase todos os dispositivos e aparelhos de uso pessoal, doméstico e industrual. Um circuito elétrico consiste na ligação de elementos ou componentes elétricos como resistores, fontes de alimentação, interruptores, lâmpadas, etc, de maneira que seja formado um circuito fechado de corrente elétrica. Considere um circuito de corrente contínua, constituído pelo menos por uma bateria, que vai fornecer a energia ao circuito, por um receptor dessa energia, que podem ser resistores, capacitores, e pelos condutores elétricos, que fazem a condução da eletricidade entre os elementos. Em qualquer circuito elétrico, os pontos onde ocorrem junções de dois ou mais fios por onde passam correntes elétricas, chamam-se NÓS. A Lei de Kirchhoff dos Nós nos diz que a soma das correntes elétricas que chegam a um determinado NÓ é igual a soma das correntes que saem deste mesmo NÓ. Veja a figura. Esta Lei pode ser interpretada também como: a)a Lei da Conservação da Massa. b)a Lei da Conservação da Energia. c)a Lei da Conservação do Momento Linear. d)a Lei da Conservação do Momento Angular. e)a Lei da Conservação da Carga. Questão 13) Uma linha de transmissão tem resistência total 0,50. Quando ela fornece 20kW, sob tensão de 220 volts, a um motor elétrico, a queda de tensão na linha é:
U i U=220V f M a)45,4v b)90,5v c)50,4v d)60,6v e)n.d.a Questão 14) Na Figura 1 estão representados três objetos que utilizam eletricidade. Os gráficos da Figura 2 mostram o comportamento desses objetos por meio de suas características tensão (U) versus intensidade de corrente (I). a) Levando-se em conta o comportamento elétrico desses objetos, associe cada um deles com o gráfico correspondente que o caracteriza. b) Para uma corrente de 2A, calcule o rendimento do objeto que se comporta como receptor. Questão 15) Uma lâmpada incandescente comum é ligada a uma pilha de cinco maneiras diferentes, como mostrado a seguir. Qual das alternativas representa uma possibilidade de luz acesa? Questão 16) No circuito esquematizado a seguir, tem-se um gerador G, que fornece 60 v sob corrente de 8,0 A, uma bateria com f.e.m. de 12 v e resistência interna de 1,0 Ω, e um resistor variável R. Para que a bateria seja carregada com uma corrente de 8,0 A, deve-se ajustar o valor de R para: a) 1,0 Ω b) 2,0 Ω c) 3,0 Ω d) 4,0 Ω e) 5,0 Ω Questão 17) Pilhas de lanterna estão associadas por fios metálicos, segundo os arranjos:
Ligando-se resistores entre os pontos terminais livres, pode-se afirmar que as pilhas estão eletricamente em: a) paralelo em I, II, e III; b) paralelo em III e IV; c) série em I, II, e III; d) série em IV e V; e) série em III e V. Questão 18) O cérebro funciona como uma espécie de máquina eletrônica, uma vez que as informações circulam por suas células através de impulsos elétricos. O neurônio, representado na figura, possui uma cauda denominada axônio, cuja membrana funciona como uma espécie de capacitor. Pode-se fazer um modelo do axônio, como um cilindro de raio r = 5 x 10-6 m e com uma capacitância dada pela expressão C=Cm. 2. π.r. L, em que L é o comprimento do axônio e Cm = 10-2 F/m 2. Por outro lado, a capacitância C pode ser obtida experimentalmente, sabendo-se que i = C.ΔV/Δt e que foi medido i A = 3 μa para Δt = 1ms e ΔV = 100 mv. Com base nessa informação, calcule um valor típico do tamanho do axônio. Questão 19) A câmara de TV é o dispositivo responsável pela captação da imagem e pela transformação desta em corrente elétrica. A imagem é formada num mosaico constituído por grânulos de césio, que se carregam positivamente quando atingidos pela luz. Separada desse mosaico por uma lâmina de mica, encontra-se uma placa constituída por um material condutor de eletricidade denominada placa de sinal. Nessa placa, forma-se uma réplica eletrostática da imagem, formada no mosaico, constituída de cargas negativas. Sobre a réplica da imagem eletrostática na placa de sinal, é correto afirmar: a) As regiões mais claras da imagem correspondem às regiões eletrizadas com maior quantidade de cargas positivas na réplica da imagem eletrostática. b) As regiões mais escuras da imagem correspondem às regiões eletrizadas com maior quantidade de cargas positivas na réplica da imagem eletrostática. c) A réplica da imagem eletrostática é produzida através da eletrização por contato com grânulos de césio do mosaico. d) A réplica da imagem eletrostática é um conjunto de minicapacitores formados por efeito de indução eletrostática. e) A réplica da imagem eletrostática é um conjunto de miniindutores formados por efeito de indução eletromagnética. Questão 20) Um capacitor, de capacidade desconhecida, tem sido usado para armazenar e fornecer energia a um aparelho de tevê. O capacitor é carregado com uma fonte de 1.000V, armazenando uma carga de 10C. O televisor funciona num intervalo de diferença de potencial entre 80V e 260V. Quando ocorre falta de energia, liga-se o capacitor ao televisor, e este consegue funcionar durante cerca de 5 minutos. A carga que fica armazenada no capacitor, no instante em que o televisor deixa de funcionar, é de: a) 1C b) 10C c) 2,6C d) 0,8C e) 42C TEXTO - Desfibrilação A desfibrilação e a aplicação de uma corrente elétrica em um paciente, através de um desfibrilador, um equipamento eletrônico cuja função e reverter um quadro de fibrilação auricular, ou ventricular. A reversão ou cardioversão se da mediante a aplicação de descargas elétricas no paciente que são graduadas de acordo com a necessidade. Os choques elétricos em geral, são aplicados diretamente ou por meio de eletrodos (Placas metálicas, ou apliques condutivos que variam de tamanho e área conforme a necessidade) colocados na parede torácica como ao lado.
Em 1959 Bernard Lown iniciou as pesquisas em um desfibrilador com um banco de capacitores. Uma bateria outra fonte de energia U carrega o banco de capacitores C quando a chave de carga e fechada. Quando os capacitores estão carregados, a chave de carga e aberta e a chave de descarga e fechada. O capacitor realiza uma rápida e intensa descarga de energia armazenada no peito do paciente. Segundo o texto Desfibrilação resolva as questões 21 e 22 adotado a F.E.M da bateria utilizada como E = 12V. Questão 21) Considere a resistência interna de 0,5 Ω e a chave do capacitor esteja aberta e da carga e descarga fechadas. Nesta situação a corrente elétrica ira atinja direto o coração do paciente de resistência R igual a 24 Ω. Calcule a corrente elétrica que percorre o coração e a diferença de potencial do sistema. Questão 22) Um desfibrilador elétrico consta, basicamente, de um capacitor de alta tensão que, ao ser descarregado, faz com que uma corrente elétrica passe pelo coração durante um intervalo de tempo muito curto de modo a restituir o batimento cardíaco ao paciente. O capacitor e energizado por outro circuito elétrico como ilustrado no esquema a cima. Considerando a bateria com a forma eletromotriz de 12 V e resistência elétrica interna desprezível, calcule a carga descarregada pelo capacitor de 100mF. a) 1,2 C b) 12 C c) 12 mc d) 100mC e) 0,12 C Questão 23)A figura representa um dos circuitos usado no flash de uma máquina fotográfica. Considerando-se os geradores como sendo ideais, após a análise do circuito, é correto afirmar que a energia elétrica despejada sobre a lâmpada do flash, no instante em que é batida a fotografia, é igual, em nj, a 01) 3,0 02) 6,0 03) 9,0 04) 18,0 05) 25,0 GABARITO: 1- a)0,48 C b)40,5 J 2- E 3- B 4- E 5- B 6- C 7- A 8- D 9- A 10- E 11- D 12- E 13- A 14- a) O gráfico 1 refere-se a um gerador e, portanto, representa a bateria. O gráfico 2 representa um receptor e, portanto, é o ventilador. O gráfico 3 representa um resistor e, portanto, é o chuveiro. b) O rendimento do receptor, ou seja, o rendimento do ventilador, é: U = 10 + 2i para i = 2 A U = 14 V rendimento = 10/14 = 71,4% 15-C 16-E 17-B 18- L = 9,54. 10-2 m 19-d 20-d 21- i = 0,48A e U = 11,75V 22-a 23-03