LISTA DE EXERCÍCIOS ELETRICIDADE I PROF. PEDRO RIBEIRO...(Efomm 2016) Em um experimento de Millikan...

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LISTA DE EXERCÍCIOS ELETRICIDADE I PROF. PEDRO RIBEIRO 1. (Famerp 2018) A figura representa um elétron atravessando uma região onde existe um campo elétrico. O elétron entrou nessa região pelo ponto X e saiu pelo ponto Y, em trajetória retilínea. Sabendo que na região do campo elétrico a velocidade do elétron aumentou com aceleração constante, o campo elétrico entre os pontos X e Y tem sentido a) de Y para X, com intensidade maior em Y. b) de Y para X, com intensidade maior em X. c) de Y para X, com intensidade constante. d) de X para Y, com intensidade constante. e) de X para Y, com intensidade maior em X. 2. (Fuvest 2018) Na figura, A e B representam duas placas metálicas; a diferença de potencial entre elas é 4 B A V V 2,0 10 V. = As linhas tracejadas 1 e 2 representam duas possíveis trajetórias de um elétron, no plano da figura. Considere a carga do elétron igual a 19 1,6 10 C e as seguintes afirmações com relação à energia cinética de um elétron que sai do ponto X na placa A e atinge a placa B: I. Se o elétron tiver velocidade inicial nula, sua energia cinética, ao atingir a placa B, será 15 3,2 10 J. II. A variação da energia cinética do elétron é a mesma, independentemente de ele ter percorrido as trajetórias 1 ou 2. III. O trabalho realizado pela força elétrica sobre o elétron na trajetória 2 é maior do que o realizado sobre o elétron na trajetória 1. Apenas é correto o que se afirma em a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) I e III. 3. (Fgv 2016) Muitos experimentos importantes para o desenvolvimento científico ocorreram durante o século XIX. Entre eles, destaca-se a experiência de Millikan, que determinou a relação entre a carga q e a massa m de uma partícula eletrizada e que, posteriormente, levaria à determinação da carga e da massa das partículas elementares. No interior de um recipiente cilíndrico, em que será produzido alto vácuo, duas placas planas e paralelas, ocupando a maior área possível, são mantidas a uma curta distância d, e entre elas é estabelecida uma diferença de potencial elétrico constante U. Variando-se d e U, é possível fazer com que uma partícula de massa m eletrizada com carga q fique equilibrada, mantida em repouso entre as placas. No local da experiência, a aceleração da gravidade é constante de intensidade g. Nessas condições, a relação qm será dada por a) 2 d.U . g b) 2 g.U . d c) 2 d.g . U d) d.U . g e) d.g . U

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LISTA DE EXERCÍCIOS – ELETRICIDADE I – PROF. PEDRO RIBEIRO 1. (Famerp 2018) A figura representa um elétron atravessando uma região onde existe um campo elétrico. O

elétron entrou nessa região pelo ponto X e saiu pelo ponto Y, em trajetória retilínea.

Sabendo que na região do campo elétrico a velocidade do elétron aumentou com aceleração constante, o campo elétrico entre os pontos

X e Y tem sentido a) de Y para X, com intensidade maior em Y.

b) de Y para X, com intensidade maior em X.

c) de Y para X, com intensidade constante.

d) de X para Y, com intensidade constante.

e) de X para Y, com intensidade maior em X.

2. (Fuvest 2018) Na figura, A e B representam duas placas metálicas; a diferença de potencial entre elas é

4B AV V 2,0 10 V.− = As linhas tracejadas 1 e 2 representam duas possíveis trajetórias de um elétron, no plano

da figura.

Considere a carga do elétron igual a 191,6 10 C−− e as seguintes afirmações com relação à energia cinética de

um elétron que sai do ponto X na placa A e atinge a placa B :

I. Se o elétron tiver velocidade inicial nula, sua energia cinética, ao atingir a placa B, será 153,2 10 J.−

II. A variação da energia cinética do elétron é a mesma, independentemente de ele ter percorrido as trajetórias 1 ou 2.

III. O trabalho realizado pela força elétrica sobre o elétron na trajetória 2 é maior do que o realizado sobre o elétron na trajetória 1.

Apenas é correto o que se afirma em a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) I e III. 3. (Fgv 2016) Muitos experimentos importantes para o desenvolvimento científico ocorreram durante o século XIX. Entre eles, destaca-se a experiência de Millikan, que determinou a relação entre a carga q e a massa m de

uma partícula eletrizada e que, posteriormente, levaria à determinação da carga e da massa das partículas elementares. No interior de um recipiente cilíndrico, em que será produzido alto vácuo, duas placas planas e

paralelas, ocupando a maior área possível, são mantidas a uma curta distância d, e entre elas é estabelecida uma

diferença de potencial elétrico constante U. Variando-se d e U, é possível fazer com que uma partícula de massa

m eletrizada com carga q fique equilibrada, mantida em repouso entre as

placas. No local da experiência, a aceleração da gravidade é constante de intensidade g.

Nessas condições, a relação q m será dada por

a) 2d.U

.g

b) 2g.U

.d

c) 2

d.g.

U

d) d.U

.g

e) d.g

.U

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4. (Efomm 2016) Em um experimento de Millikan (determinação da carga do elétron com gotas de óleo), sabe-se

que cada gota tem uma massa de 1,60 pg e possui uma carga excedente de quatro elétrons. Suponha que as

gotas são mantidas em repouso entre as duas placas horizontais separadas de 1,8 cm. A diferença de potencial

entre as placas deve ser, em volts, igual a

Dados: carga elementar 19e 1,60 10 C;−=

12 21pg 10 g; g 10m s−= =

a) 45,0

b) 90,0 c) 250 d) 450 e) 600 5. (Uece 2016) Os aparelhos de televisão que antecederam a tecnologia atual, de LED e LCD, utilizavam um tubo de raios catódicos para produção da imagem. De modo simplificado, esse dispositivo produz uma diferença de

potencial da ordem de 25 kV entre pontos distantes de 50 cm um do outro. Essa diferença de potencial gera um

campo elétrico que acelera elétrons até que estes se choquem com a frente do monitor, produzindo os pontos luminosos que compõem a imagem. Com a simplificação acima, pode-se estimar corretamente que o campo elétrico por onde passa esse feixe de elétrons é a) 0,5 kV m.

b) 25 kV.

c) 50.000 V m.

d) 1,250 kV cm.

6. (Famerp 2021) O turbilhão, aparelho utilizado em fisioterapia, consiste em um tanque no qual se coloca água ligeiramente aquecida e se produz um turbilhão, similar ao de uma banheira de hidromassagem. No aparelho de determinado fabricante, o aquecimento da água é feito por meio de um elemento resistivo, de resistência elétrica R, que é submetido a uma diferença de potencial U, de modo semelhante ao que ocorre em um chuveiro elétrico. Para reduzir o tempo de aquecimento, o fabricante deseja dobrar a potência empregada no aquecimento. Para isso, ele pode a) duplicar o valor de U e reduzir o valor de R à metade. b) duplicar os valores de U e de R. c) duplicar o valor de U e manter o valor de R. d) manter o valor de U e dividir por quatro o valor de R. e) manter o valor de U e duplicar o valor de R. 7. (Unesp 2021) Procurando economizar energia, Sr. Artur substituiu seu televisor de LCD de 100 W por um de

LED de 60 W, pelo qual pagou R$ 1.200,00. Considere que o Sr. Artur utilizará seu novo televisor, em média,

durante cinco horas por dia e que 1kWh de energia elétrica custe R$ 0,50. O valor pago pelo novo televisor

corresponderá à energia elétrica economizada devido à troca dos televisores em, aproximadamente, a) 450 meses. b) 400 meses. c) 600 meses. d) 550 meses. e) 500 meses. 8. (Unesp 2021) Uma família saiu de casa no mês de julho de 2020 e esqueceu de desligar da tomada alguns dos aparelhos elétricos de sua residência, deixando-os em stand-by (modo de espera). As figuras mostram as indicações no medidor da energia elétrica na residência nos dias 01.07.2020 e 30.07.2020, período de 30 dias em que essa família esteve ausente.

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A potência total de todos os aparelhos que permaneceram em modo de espera durante a ausência da família é de a) 20 W. b) 50 W. c) 2,0 W. d) 0,5 W. e) 5,0 W. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: O otoscópio é um instrumento médico utilizado para visualizar e examinar o canal auditivo externo e a membrana timpânica. Nele há uma fonte de luz para iluminar a região a ser visualizada e uma lente que produz uma imagem

aumentada. A propaganda de certo otoscópio informa que ele possui uma lâmpada LED de 2,5 V, que fornece luz

branca, e uma lente que permite obter um aumento de três vezes. 9. (Fmj 2021) A lâmpada do otoscópio, quando acesa, é percorrida por uma corrente elétrica de intensidade

20 mA. Nessa situação, a energia consumida por ela durante 40 segundos é

a) 0,80 J.

b) 1,2 J.

c) 1,6 J.

d) 1,0 J.

e) 2,0 J.

10. (Ufpr 2020) As propriedades elétricas de dois resistores A e B foram investigadas, e os dados obtidos para

eles foram dispostos na forma de um gráfico V i, em que V é a tensão aplicada e i é a corrente elétrica que por

eles circula. As curvas para os resistores A (linha cheia) e B (linha tracejada) são apresentadas na figura a seguir.

Com base nos dados apresentados, considere as seguintes afirmativas:

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1. O resistor B é ôhmico.

2. Os resistores têm resistências iguais quando submetidos a uma tensão de 10 V.

3. A potência dissipada pelo resistor A quando submetido a uma tensão de 20 V vale 0,6 W.

4. O resistor B apresenta uma resistência de 50 Ω quando submetido a uma tensão de 5 V.

Assinale a alternativa correta. a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira. b) Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras. c) Somente as afirmativas 3 e 4 são verdadeiras. d) Somente as afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras. e) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras. 11. (Famerp 2020) O gráfico mostra a intensidade da corrente elétrica que percorre o filamento de uma pequena lâmpada incandescente em função da diferença de potencial aplicada entre seus terminais.

A potência elétrica dissipada pelo filamento dessa lâmpada, quando ele é percorrido por uma corrente elétrica de

intensidade 0,4 A, é

a) 5,00 W.

b) 0,68 W.

c) 3,20 W.

d) 0,20 W.

e) 0,80 W.

12. (Uece 2020) Os motores elétricos apresentam algumas vantagens em relação aos impulsionados por combustíveis fósseis. Para que a bateria de um determinado carro elétrico esteja completamente carregada, é

necessária uma carga de 5 h de duração, a partir de uma fonte que forneça 2 kW de potência. Considere que, da

energia transmitida pela fonte, 80% seja armazenada na bateria durante o carregamento. Sabendo-se que o

consumo de um carro elétrico é de 1kWh para cada 6 km rodados, a máxima distância percorrida, em km, pelo

referido automóvel, a partir de uma bateria com carga completa é a) 60. b) 48. c) 75. d) 12.

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13. (Enem PPL 2020) Nos chuveiros elétricos, a água entra em contato com uma resistência aquecida por efeito Joule. A potência dissipada pelo aparelho varia em função da tensão à qual está ligado e do valor da resistência elétrica escolhida com a chave seletora. No quadro estão indicados valores de tensão e as possíveis resistências para cinco modelos de chuveiro. Nesse quadro, o valor das resistências é medido a partir da extremidade esquerda.

Chuveiro Tensão Posição de seleção da resistência elétrica

A 127 V

B 127 V

C 220 V

D 220 V

E 220 V

Qual chuveiro apresenta a maior potência elétrica? a) A b) B c) C d) D e) E TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: A produção e a transmissão do impulso nervoso nos neurônios têm origem no mecanismo da bomba de sódio-

potássio. Esse mecanismo é responsável pelo transporte de íons Na+ para o meio extracelular e K+ para o

interior da célula, gerando o sinal elétrico. A ilustração abaixo representa esse processo.

14. (Uerj 2020) O impulso nervoso, ou potencial de ação, é uma consequência da alteração brusca e rápida da

diferença de potencial transmembrana dos neurônios. Admita que a diferença de potencial corresponde a 0,07 V

e a intensidade da corrente estabelecida, a 67,0 10 A.−

A ordem de grandeza da resistência elétrica dos neurônios, em ohms, equivale a:

a) 210

b) 310

c) 410

d) 510

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TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Ainda em fase de testes, uma bateria de grafeno, para celulares, é capaz de carregar toda sua carga em um tempo muito menor que as baterias de íons de lítio, além de ter uma vida útil muito maior. Ela pode ser reabastecida em cerca de 15 minutos, tempo que uma bateria de íons de lítio conseguiria cerca de 20% de sua carga total. O grafeno, uma forma de carbono, é um material interessante pela facilidade em conduzir a eletricidade, por ter uma grande resistência, durabilidade e flexibilidade. Porém, por enquanto, o grafeno é um material extremamente caro de se trabalhar e produzir em largas escalas. Dados:

Carga elementar: 19e 1,6 10 C−=

1mAh 3,6 C=

15. (Mackenzie 2020) Utilizando como base a carga máxima da bateria de 6.000 mAh, qual a intensidade média

da corrente elétrica que essa bateria, saindo de 100% para 10% de seu armazenamento, fornece para o

funcionamento de um celular que foi utilizado por 6 h?

a) 1,0 A b) 0,8 A c) 1,2 A d) 0,9 A e) 0,6 A 16. (Efomm 2019) Dona Marize, numa noite fria de inverno, resolveu fazer café. Entretanto, percebeu que não havia água para fazer o café. Dona Marize teve uma ideia, pegou cubos de gelo do congelador de massa total

1,5 kg a 8 C− e com o calor fornecido por um ebulidor, transformou-os em água a 90 C, num intervalo de tempo

de 700 s. O ebulidor foi ligado a uma fonte de tensão contínua de 150 V. Determine o valor da resistência elétrica

do ebulidor em ohms, supondo que 60% da potência elétrica dissipada no resistor seja aproveitada para a

realização do café. a) 2,26

b) 4,45

c) 6,63

d) 8,62

e) 10,40

17. (Fatec 2019) Em uma aula de laboratório de calorimetria, um aluno da Fatec precisa determinar o calor

específico de um material desconhecido de massa 1,0 kg. Para isso, ele usa, por 1min, um forno elétrico que

opera em 220 V e 10 A. Após decorrido esse tempo, ele observa uma variação de temperatura de 220 C.

Considerando que o forno funciona de acordo com as características apresentadas, podemos afirmar que o calor

específico determinado, em J kg K, foi de

Lembre que: Q m c Δθ=

a) 34,2 10

b) 28,4 10

c) 26,0 10

d) 24,9 10

e) 21,5 10

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18. (Fmp 2019) A Rigidez Dielétrica é o campo elétrico mínimo, no qual um material isolante se torna condutor

elétrico. No caso do ar, a Rigidez Dielétrica é 63,0 10 V m, e a corrente elétrica, neste meio, pode ser

visualizada por meio de uma faísca elétrica. Este conceito é aplicado ao acendimento automático de chamas. Em um determinado fogão, uma tensão elétrica é estabelecida entre a vela de ignição e o queimador, distantes entre

si de 5,0 mm, para o estabelecimento de uma faísca, como mostra o esquema da figura abaixo.

O valor mínimo da tensão a ser aplicada entre a vela de ignição e o queimador, para que haja faísca, é, em kV,

aproximadamente, a) 3,0

b) 2,0

c) 6,0

d) 1,7 e) 15 19. (Ufjf-pism 3 2019) Durante uma viagem, você compra um chuveriro elétrico com especificação na embalagem

de 220 V e 7000 W. Ao chegar em casa, após a instalação, você percebe que sua rede elétrica fornece apenas

127 V. Em relação ao funcionamento do chuveiro instalado em se você ligá-lo na potência máxima e em 127 V :

a) o chuveiro irá queimar, e a água sairá fria. b) a água sairá aquecida à mesma temperatura. c) a água sairá aquecida, porém, mais fria. d) a água sairá aquecida, porém, mais quente. e) o chuveiro não irá funcionar, e a água sairá fria. 20. (Uece 2019) USB é a sigla para Universal Serial Bus. Esta sigla se tornou bastante conhecida com a popularização de telefones celulares. Trata-se de uma tecnologia para conexão de dispositivos como teclados, impressoras, carregadores de celular, dentre outros. Pode-se usar a porta USB de um computador também como uma fonte de energia para ligar componentes eletrônicos como, por exemplo, um resistor. O padrão USB 2.0

fornece 5 V de tensão e até 500 mA de corrente. O menor valor de uma resistência, em Ohms, que pode ser

ligada de modo seguro em uma porta USB 2.0 é a) 0,01. b) 2.500. c) 10. d) 100. 21. (Ufu 2019) Um circuito, utilizando um conjunto gerador de células fotovoltaicas e um resistor, é montado conforme mostra a Figura A. O gráfico da Figura B indica as curvas de Diferença De Potencial (DDP) em função da corrente elétrica do conjunto gerador de células fotovoltaicas e do resistor indicados na Figura A.

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Qual a potência que o conjunto gerador de células fotovoltaicas fornece ao resistor nas condições do circuito da Figura A? a) 1,60 W.

b) 0,21 W.

c) 0,30 W.

d) 1,40 W.

22. (Famerp 2019) A fotografia mostra um lustre que funciona com 21 lâmpadas idênticas, de valores nominais

40W 120V,− associadas em paralelo.

Ao ser ligado a uma diferença de potencial de 120V e com suas 21 lâmpadas acesas, esse lustre é percorrido

por uma corrente elétrica de intensidade a) 7,0 A.

b) 3,0 A.

c) 63 A.

d) 21 A.

e) 14 A.

23. (Ufpr 2019) Um certo resistor dissipa uma potência de 1 W quando percorrido por uma corrente de 100 mA.

Assinale a alternativa que expressa corretamente a tensão V aplicada a esse resistor quando percorrido por uma

corrente de 50 mA.

a) 2,5 V.

b) 5 V.

c) 7,5 V.

d) 10 V.

e) 12 V.

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TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Texto para a(s) questão(ões) a seguir. Drones vêm sendo utilizados por empresas americanas para monitorar o ambiente subaquático. Esses drones podem substituir mergulhadores, sendo capazes de realizar mergulhos de até cinquenta metros de profundidade e operar por até duas horas e meia. 24. (Unicamp 2019) Considere um drone que utiliza uma bateria com carga total q 900 mAh.= Se o drone operar

por um intervalo de tempo igual a t 90 min, = a corrente média fornecida pela bateria nesse intervalo de tempo

será igual a

Dados: Se necessário, use aceleração da gravidade 2g 10 m s ,= aproxime 3,0π = e 51atm 10 Pa.=

a) 10 mA.

b) 600 mA.

c) 1.350 mA.

d) 81.000 mA.

25. (G1 - utfpr 2018) Assinale a alternativa correta. A grandeza intensidade de corrente elétrica tem como unidade de medida ampère e essa unidade é definida pela razão (divisão) entre duas outras unidades, que são, respectivamente, a) coulomb e segundo. b) volt e segundo. c) coulomb e volt. d) joule e volt. e) volt e ohm.

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Gabarito: Resposta da questão 1: [C] Como o elétron está aumentando a velocidade com aceleração constante, a força elétrica é constante, assim o

campo elétrico é uniforme e aponta da placa positiva (Y) para a placa negativa (X). Portanto, está correta a

alternativa [C]. Resposta da questão 2: [D] [I] Correta. Desconsiderando a ação de outras forças, a força elétrica é a resultante. Então, pelo teorema da

energia cinética, vem:

( ) ( )B A B B 19 4cin cin A B cin cinFel

B 15cin

W E E q V V E 0 E 1,6 10 2 10

E 3,2 10 J.

= − − = − = − −

=

[II] Correta. A força elétrica é conservativa e, de acordo com o teorema da energia potencial, o trabalho de forças

conservativas independe da trajetória. [III] Incorreta. O trabalho é o mesmo, independente da trajetória, como já justificado. Resposta da questão 3: [E] Como a partícula é mantida em equilíbrio sob a ação das forças peso e elétrica, suas intensidades são iguais, com mesma direção e sentidos contrários, portanto a força resultante é nula.

( )e

q gF P q E mg 1

m E= = =

Considerando a expressão para o campo elétrico uniforme como a razão entre a diferença de potencial U e a

distância entre as placas d, temos:

UE

d=

Substituindo na equação (1), obtemos:

q q qg g d g

Um E m m U

d

= = =

Resposta da questão 4: [D] Para as gotas em repouso, temos a força resultante igual à zero, portanto a intensidade da força elétrica é exatamente igual ao módulo do peso de cada gota.

emg

F P qE mg E (1)q

= = =

Usando a equação para o campo elétrico uniforme, temos:

U Ed (2)=

Juntando as duas equações, encontra-se a diferença de potencial U : 15 2 2

19

mg 1,6 10 kg 10 m / s 1,8 10 mU d U

q 4 1,6 10 C

U 450 V

− −

= =

=

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Resposta da questão 5: [C] Considerando campo elétrico uniforme, tem-se:

33U 25 10

Ed U E 50 10 E 50.000 V m.d 0,5

= = = = =

Resposta da questão 6: [B] Dados os valores da tensão e da resistência, a potência é dada por:

2UP

R=

Para que a potência dobre de valor, podemos duplicar os valores de U e de R, pois:

( )2 22U U

P' 2 P' 2P2R R

= = =

Resposta da questão 7: [B]

A potência economizada com a nova televisão será de 40 W. Assim, a energia em kWh economizada por mês

será:

( ) ( ) ( )E kWh P kW t hΔ=

kWh 1kW 5 h kWhE 40 W 30 d E 6

mês 1000 W d mês

= =

Economia ( )C mensal em reais:

kWh R$ 0,50 R$ 3,00C 6 C

mês kWh mês= =

Tempo ( )tΔ para a economia mensal pagar o investimento da nova televisão:

valor TV R$ 1200,00t t t 400 meses

R$ 3,00economia

mês

Δ Δ Δ= = =

Resposta da questão 8: [B] Energia elétrica consumida nos 30 dias:

E 320251 320287

E 36 kWh

= −

=

Tempo em horas para 30 dias:

t 30 24

t 720 h

Δ

Δ

=

=

Logo, a potência total dos aparelhos é de:

E 36000P

t 720

P 50 W

Δ= =

=

Resposta da questão 9: [E]

A energia consumida (E) é o produto da potência (P) pelo tempo (t) e a potência é o produto da tensão (U)

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pela corrente (i), , assim, juntando as duas expressões, temos:

P UiE P t E U i t

= = ⎯⎯⎯⎯→ =

Substituindo os valores e passando a corrente para ampères:

3E U i t 2,5 V 20 10 A 40 s E 2 J−= = =

Resposta da questão 10: [D]

[1] (V) O resistor B é ôhmico, pois o gráfico da tensão em função da corrente é uma reta passando pela origem.

[2] (V) Os resistores têm resistências iguais quando submetidos a uma tensão de 10 V, pois a corrente elétrica

também tem mesmo valor para os dois resistores.

[3] (V) A potência dissipada pelo resistor A quando submetido a uma tensão de 20 V vale 0,6 W.

Para o resistor A, quando a tensão e 20 V a corrente é 30 mA ou 0,03 A. Assim:

P Ui 20 0,03 P 0,6 W.= = =

[4] (F) O resistor B apresenta uma resistência de 50 Ω quando submetido a uma tensão de 5 V.

O resistor B é ôhmico. Para a tensão de 5 V a corrente é 10 mA 0,01 A.=

Aplicando a 1ª lei de Ohm:

U 5R R 500 .

i 0,01Ω= = =

Resposta da questão 11: [E]

Para a corrente elétrica dada, a diferença de potencial observada no gráfico é de 2,0 V.

Assim, para a corrente elétrica e a diferença de potencial aplicadas temos:

P U i=

onde:

P = potência elétrica dissipada em watts;

U = diferença de potencial elétrico em volts;

i = intensidade da corrente elétrica em ampères. Logo,

P 2,0 V 0,4 A P 0,8 W= =

Resposta da questão 12: [B] Energia armazenada pela bateria:

E P t

E 0,8 2 5

E 8 kWh

η Δ=

=

=

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Sendo x a distância procurada, temos:

1kWh 6 km

8 kWh x

x 48 km =

Resposta da questão 13: [C]

Da expressão da potência elétrica que relaciona tensão e resistência: 2U

P .R

=

Ela mostra que a potência é diretamente proporcional ao quadrado da tensão e inversamente proporcional a resistência. Ou seja, o chuveiro que apresenta maior potência é aquele de maior tensão e menor resistência.

Para 127 V, a menor resistência é 3,2 ;Ω para 220 V é 8 .Ω Comparando os valores de potência para esses dois

casos:

2

B B2

máx C2

C C

127P P 5040W

U 3,2P P P 6050W

R 220P P 6050W

8

= =

= = =

= =

Resposta da questão 14: [C] A primeira lei de Ohm nos informa que a razão entre tensão e intensidade da corrente nos fornece o valor da resistência, então:

=U

R ,i

em que:

=R resistência elétrica, em ohms ( );Ω

=U diferença de potencial elétrico, em volts (V);

=i intensidade da corrente elétrica, em ampères (A).

Assim,

−= = =

4 4

6

0,07 VR R 1,0 10 R 10

7,0 10 AΩ Ω

Resposta da questão 15: [D] A intensidade da corrente elétrica é dada pela razão entre a carga e o tempo.

Qi

t=

Como foi gasto 90% da bateria totalmente carregada, temos:

Q 0,9 6 Ah Q 5,6 Ah= =

Assim, a corrente elétrica consumida foi de:

Q 5,6 Ahi i 0,9 A

t 6 h= = =

Resposta da questão 16: [D] Dados:

1cal 4,2 J=

Calor específico da água 1cal g K.=

Calor específico do gelo 0,5 cal g K.=

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Calor latente de fusão do gelo 80 cal g.=

Quantidade de calor necessário para:

Aquecer o gelo a 0 C :

( )1 gelo 1 1Q m c 1500 0,5 0 8 Q 6000 calΔθ= = + =

Derreter o gelo:

2 2Q m L 1500 80 Q 120000 cal= = =

Esquentar a água a 90 C :

( )3 água 3 3Q m c 1500 1 90 0 Q 135000 calΔθ= = − =

Logo, o calor total foi de:

T 1 2 3 TQ Q Q Q 6000 120000 135000 Q 261000 cal= + + = + + =

Potência necessária para o aquecimento:

Q 261000 4,20,6P P 2610 W

t 700Δ

= = =

Portanto, a resistência elétrica do ebulidor é de:

2 2 2U U 150P R

R P 2610

R 8,62 Ω

= = =

=

Resposta da questão 17: [C] Da expressão do calor sensível, o calor específico é:

QQ m c c

mΔθ

Δθ= =

A quantidade de calor do forno é obtida pelo produto da potência e o tempo.

Q P t=

Mas a potência é dada pelo produto da tensão e a corrente elétrica:

P U i=

Substituindo na equação anterior:

Q U i t=

Logo, juntando na primeira equação:

220c

m

U i t

Δθ

=

=

V 10 A 60 s

1kg 220

2

K

c 600 J kg K 6,0 10 J kg K= =

Resposta da questão 18: [E] Partindo da Rigidez Dielétrica do ar, é possível resolver o problema utilizando a técnica da Análise Dimensional, buscando a unidade da resposta solicitada pelo enunciado:

= =3

6

3

V 10 m 1kVU 3,0 10 5 mm U 15 kV

m 1mm 10 V

Resposta da questão 19: [C] Se o chuveiro for ligado a uma tensão menor que a nominal, a intensidade da corrente que passará será menor. Sendo assim, a água será aquecida, porém, sairá mais fria.

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Resposta da questão 20: [C] Pela 1ª lei de Ohm, temos que:

3

U R i

5 R 500 10

R 10 Ω

=

=

=

Resposta da questão 21: [D]

Do gráfico retira-se a diferença de potencial ddp ( )U e a corrente de operação para o resistor ôhmico:

U 10 V i 0,14 A= → =

Logo, a potência será:

P U i

P 10 V 0,14 A P 1,40 W

=

= =

Resposta da questão 22: [A]

= = =P 40

i n 21 i 7A.U 120

Resposta da questão 23: [B]

A relação entre a resistência (R), a potência dissipada (P) e a corrente elétrica (i) que passa por esse resistor é

dada por:

2

2

PP R i R

i= =

Substituindo os valores fornecidos:

( )2

3

1 WR R 100

100 10 A

Ω−

= =

Aplicando a expressão da Primeira lei de Ohm U R i,= temos:

3U R i U 100 50 10 A U 5 VΩ −= = =

Resposta da questão 24: [B] Pela definição de corrente elétrica, temos que:

q 900 mAh 900 mAhi

t 90 min 1,5 h

i 600 mA

Δ= = =

=

Resposta da questão 25: [A] A corrente elétrica é a medida do fluxo de carga por unidade de tempo:

Q coulombi .

t segundo

=