Resistores

FÍSICA - ELETRICIDADE - RESISTORES
AS RESPOSTAS ESTÃO NO FINAL DOS EXERCÍCIOS.
1. Um resistor tem resistência igual a 50Ω, sob 8. Em 0,5kg de água contida em um recipiente
ddp U = 60V. Calcule a intensidade de corrente mergulha-se durante 7min um resisto r de resisque o atravessa.
tência elétrica 2Ω. Dados: calor específico da água
1cal/gºC e 1cal = 4,2J. Se o resistor é percor2. Um resistor ôhmico, quando submetido a uma
ddp de 20V, é atravessado por uma corrente elé- rido por uma corrente elétrica de 5A, calcule a etrica de intensidade 4,0A. Qual a ddp nos termi- levação da temperatura da água, supondo que não
nais do resistor quando percorrido por outra cor- haja mudança de estado.
rente elétrica de 1,2A?
9. Uma torneira elétrica fornece 2l/min de água à
3. Aplica-se uma ddp nos terminais de um resistor temperatura de 40°C, sendo que a temperatura da
e mede-se a intensidade de corrente que o atraves- água na entrada é de 20°C. A resistência elétrica
sa. Repete-se a operação para ddps diferentes e da torneira vale 28Ω. Calcule a intensidade de
constrói-se o gráfico, obtendo a curva característi- corrente que atravessa a resistência da torneira.
ca do resistor. Determine o valor da resistência e- (Dados: densidade da água d = 1kg/l, calor especílétrica desse resistor.
fico da água c = 1cal/gºC e 1cal = 4,2J.)
U(V)
12
10. Em um chuveiro elétrico lê-se a inscrição
2200W - 220V.
8
4
a) Qual a resistência elétrica do chuveiro quando em funcionamento?
i (A)
0
0,2
0,4
0,6
4. Variando-se a ddp aplicada a um condutor e
medindo-se as intensidades de corrente, obtêm-se
os resultados da tabela abaixo:
U(V)
0
i(A)
0
10
30
50
b) Quando ligado corretamente, qual a intensidade de corrente que o atravessa?
c) Estando o chuveiro ligado corretamente, o
que se deve fazer na sua resistência elétrica
para se aumentar a potência elétrica dissipada?
80
0,25 0,50 0,75 0,85
Verifique se o condutor é linear.
5. O gráfico ao lado representa a curva característica de um resistor ôhmico.
11. Dobra-se a ddp aplicada a um resisto r. O que
acontece com a potência por ele dissipada?
U(V)
12. Um resistor, ligado a uma fonte de ddp constante, dissipa a potência de 84W e é utilizado para
aquecer 1000g de água durante 30s. Sendo o calor
específico da água c = 1cal/gºC e
1cal =
4,2J, calcule a elevação da temperatura da água.
36
i (A)
0
8,0
Determine:
a) a resistência elétrica do resistor;
13. Em um recipiente estão colocados 10kg de água e um resistor de 4,2Ω. O resistor é ligado a
um gerador durante 200s. Um termômetro colocado dentro da água registra um aumento de temperatura de 8°C. Sendo o calor específico da água
1cal/gºC e 1cal = 4,2J, calcule a intensidade de
corrente que atravessa o resistor.
b) a ddp nos terminais do resistor quando percorrido por corrente de intensidade 1,6A.
6. Um condutor X tem a
curva característica conforme o gráfico dado.
Calcule sua resistência
aparente quando é percorrido pela corrente de
10mA.
U(V)
40
30
20
14. Por um chuveiro fluem 40l de água durante
7min. Sabendo-se que á temperatura da água sofre
uma variação de 10°C, determine a potência do
chuveiro. Expresse sua resposta em 10 2 W. (Dados:
calor específico da água c = 1,0cal/gºC, sendo
1,0cal = 4,2 joules; densidade da água d=1,0kg/l.)
10
0
10
20
50
i (mA)
7. Um resistor de resistência elétrica R = 20Ω é
percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 3,0A. Determine:
15. Um aquecedor utiliza uma resistência elétrica
de 20Ω. Esse aquecedor é imerso em 1 litro de água a 10°C e ligado a uma tomada, de modo que é
percorrido por uma corrente de 10A. Calcule em
quanto tempo a temperatura da água atinge 60°C.
a) a potência elétrica consumida pelo resistor;
b) a energia elétrica consumida no intervalo de
tempo de 20s.
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U(V)
(Dados: calor específico da água c = 1cal/gºC e
1cal = 4,2J.)
16. Um resistor tem seus terminais submetidos a
uma certa ddp. Reduzindo à metade a resistência
elétrica do resistor e mantida constante a ddp, o
que acontece com a potência por ele dissipada?
17. Aplica-se a ddp de 100V nas extremidades de
um fio de 20m de comprimento e seção circular de
área 2mm 2 . Sabendo-se que a corrente elétrica que
circula tem intensidade 10A, calcule a resistividade do material que constitui o fio em Ω.cm.
18. A resistência elétrica de um resistor de fio metálico é 60Ω. Cortando-se um pedaço de 3m do fio, verifica-se que a resistência do resistor passa a
ser 15Ω. Calcule o comprimento total do fio.
19.Um fio de cobre tem comprimento de 120m e a
área de sua seção transversal é 0,50mm 2 . Sabendose que a resistividade do cobre a 0°C é 1,72.10 2
Ω.mm 2 /m, determine a resistência do citado fio a
0°C.
20. O filamento de tungstênio de uma lâmpada tem
resistência de 20Ω a 20ºC. Sua seção transversal
mede 1,102.10 -4 mm 2 e que a resistividade do
tungstênio a 20°C é 5,51.10 -2 Ω.mm 2 /m, determine
o comprimento do filamento.
21. Um resistor em forma de fio tem resistência
elétrica de 100Ω. Se a ele foi acrescentado um fio
idêntico mas com 0,5m de comprimento, a resistência passa a ser 120Ω. Determine o comprimento do resistor original.
22. Um fio condutor de certo material tem resistência elétrica R. Qual será a resistência de um
outro fio do mesmo material e comprimento, porém de diâmetro igual ao dobro do primeiro?
23. Sabe-se que a resistência elétrica de um fio cilíndrico é diretamente proporcional ao seu comprimento e inversamente proporcional à área de
sua seção reta.
a) O que acontece com a resistência do fio
quando triplicamos o seu comprimento?
b) O que acontece com a resistência do fio
quando duplicamos seu raio?
24. Um resistor dissipa 60W de potência quando
ligado sob ddp de 220V. Supondo invariável a resistência elétrica do resistor, determine a potência
elétrica dissipada no mesmo quando ligado sob
ddp de 110V.
25. A curva característica de um elemento resistivo é vista na figura.
4
3
2
1
0
6
8
10
i (mA)
a) Qual a potência dissipada quando i = 10mA?
b) Qual é a carga que passa em 10s, quando
= 2,0volts?
U
26. A potência de um chuveiro elétrico é 2200W.
Considere 1cal = 4J. Qual a variação de temperatura da água ao passar pelo chuveiro com uma vazão de 0,022l/s? (Dados: calor específico da água:
1cal/gºC; densidade da água: 1kg/l.)
27. Congelou-se um grande volume de água em
torno de um resistor de resistÊncia elétrica de 4kΩ
e fez-se passar por este uma corrente de 2A, até
que 1kg de gelo se fundiu. Sabendo que o gelo se
encontra a 0°C: e que o calor de fusão deste é
80cal/g, calcule durante quanto tempo o circuito
esteve ligado. Considere 1cal = 4,2J.
28. Acende-se uma lâmpada de 100W que está imersa num calorímetro transparente contendo
500g de água. Em 1min40s a temperatura da água
sobe 4,5°C. Que porcentagem de energia elétrica
fornecida à lâmpada é convertida em luz? (Considere o calor específico da água 4,2J/gºC, e que a
luz produzida não é absorvida pelo calorímetro.
Despreze a capacidade térmica do calorímetro e da
lâmpada.)
29. Um aquecedor elétrico de 220V - 8000W apresenta um rendimento de 80%, fornecendo uma vazão de 0,08l/s de água. Se o aquecedor for ligado
a uma tomada de 110V, qual a temperatura da água na saída do aquecedor, sabendo-se que a mesma entra no aparelho a uma temperatura de 22°C?
(Dados: 1J = 0,24cal; calor específico da água c =
1cal/gºC; densidade da água d = 1kg/l.)
30. Um chuveiro elétrico de 220V dissipa uma potência de 2,2kW.
a) Qual o custo de um banho com 10min de duração se a tarifa é de R$4,00 por kWh?
b) Desejando-se duplicar a variação de temperatura da água mantendo-se constante a sua
vazão, qual deve ser a nova resistência do
chuveiro?
31. Um estudante deseja aquecer 1,2 litros de água
contido em um recipiente termicamente isolado e
de capacidade térmica desprezível, com o auxilio
de um resistor imerso na água e conectado diretamente a uma bateria de 12Vede resistência interna
praticamente nula.
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b) nenhum dos condutores obedece à Lei de
Ohm.
c) somente o condutor 1 obedece à Lei de Ohm.
d) somente o condutor 2 obedece à Lei de Ohm.
e) nenhuma das anteriores.
35. Alguns elementos passivos de um circuito elétrico são denominados resistores ôhmicos por obedecerem à Lei de Ohm. Tal lei afirma que:
Quanto deve valer a resistência (R) desse resistor para que a temperatura da água seja elevada de
20°C para 32°C em 42min? (1cal = 4,2J)
32. Sabe-se que:
I - a corrente elétrica que atravessa um fio condutor é inversamente proporcional à resistência
elétrica do fio;
II - a resistência elétrica de um fio condutor é
inversamente proporcional à área de sua seção reta. Baseado nessas informações, resolva os itens a
e b abaixo.
a) Como a corrente de um fio condutor está relacionada com a área da seção reta do fio?
a) mantida constante a temperatura do resistor,
sua resistência elétrica é constante, independente da tensão aplicada.
b) a resistência elétrica do resistor é igual à razão entre a tensão que lhe é aplicada e a corrente que o atravessa.
c) a potência dissipada pelo resistor é igual ao
produto da tensão que lhe é aplicada pela
corrente que o atravessa.
d) o gráfico tensãoxcorrente para o resisto r é
uma linha reta que passa pela origem, independente de sua temperatura ser ou não mantida constante.
e) a resistência elétrica do resistor aumenta
com o aumento de sua temperatura e diminui
com a diminuição de sua temperatura.
36. Um resistor é ôhmico até 100V, tendo resistência de 60Ω. Aplica-se no mesmo uma ddp de
30V e, depois, de 60V. A variação ocorrida na resistência do resistor é de:
b) Se a corrente que atravessa um fio de 1mm
de raio é 5A, qual será a corrente que atravessa um fio do mesmo material, de mesmo
comprimento e raio igual a 2mm, submetido
à mesma diferença de potencial?
33. Durante o inverno, o chuveiro elétrico da residência de um eletricista-aprendiz não esquenta a
água o suficiente para proporcionar "aquele" banho. Ele resolve, então, duplicar o comprimento
do fio metálico que compõe a resistência do chuveiro, pretendendo, com isso, que ela aqueça mais
ainda a mesma quantidade de água.
a) O eletricista-aprendiz consegue seu intento?
Explique. Se você discorda da idéia dele, dê
outra sugestão.
b) Se a ddp nos terminais da resistência de
100Ω do chuveiro for de 220V, qual será a
corrente que a percorrerá? Nesse caso, se o
kWh custar R$4,00, que importância será
gasta por semana, caso o chuveiro seja usado durante 1h por dia?
a) 3Ω
b) zero
c) 6Ω
U(V)
a) 200W c) 2,0W
b) 8,0W
d) 4,0W
i (A)
i (A) U (V) i (A) U (V)
0
0
0,5
2,18
0,5
3,18
1,0
4,36
1,0
4,36
2,0
8,72
2,0
6,72
20
e) 40W
Condutor 1 Condutor 2
0
e) 12Ω
37. O gráfico representa a tensão elétrica (diferença de potencial) em função da intensidade de
corrente elétrica em um resistor. Se o resistor for
submetido a uma tensão elétrica de 4,0V, a sua potência elétrica será de:
34. Medidas de intensidade de corrente e ddps foram realizadas com dois condutores de metais diferentes e mantidos à mesma temperatura, encontrando-se os resultados da tabela seguinte:
0
d) 9Ω
0
10
38. Sobre um ferro elétrico você localiza uma plaqueta onde se identifica o símbolo do fabricante e
as seguintes indicações: 750W - 110V. A resistência desse ferro quando em funcionamento é:
4,0 17,44 4,0 11,44
Nessas condições pode-se afirmar que:
a) ambos os condutores obedecem à Lei de
Ohm.
a) 110Ω
c) 7Ω
e) 16Ω
b) 750Ω
d) 8,25.10 Ω
3
39. Considerando uma lâmpada incandescente, de
60W - 120V, todas as afirmativas estão corretas,
EXCETO:
3
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a) A lâmpada converte em 1,0h cerca de 2,2.10 5
joules de energia elétrica em luz e calor.
c) ela brilhará menos, porque a potência dissipada será de 30W.
b)
vale
d) ela brilhará normalmente, dissipando a potência de 60W.
c) A potência elétrica dissipada pela lâmpada,
sob uma tensão de 90 volts, é menor do que
60 watts. d) A resistência da lâmpada é a
mesma, quer esteja acesa, quer esteja apagada.
e) ela brilhará mais, porque dissipará uma potência de 120W.
A resistência
2,4.10 2 Ω.
da
lâmpada
acesa
45. Dois chuveiros elétricos, um de 110V e outro
de 220V, de mesma potência, adequadamente ligados, funcionam durante o mesmo tempo. Então, é
correto afirmar que:
e) A intensidade da corrente, na lâmpada acesa,
é de 0,50 A.
a) o chuveiro ligado em 110V consome mais
energia.
40. Um condutor de resistência elétrica igual a 20
ohms, 'submetido a uma ddp de 10 volts, em
2,0min, dissipa uma energia, em joules, de:
a) 3,0.10 2
c) 10.10 2
b) 6,0.10 2
d) 12.10 2
b) ambos consomem a mesma energia.
c) a corrente é a mesma nos dois chuveiros.
e) 40.10 2
d) as resistências dos chuveiros são iguais.
e) no chuveiro ligado em 220V a corrente é
maior.
41. Em certo chuveiro elétrico de 2200W - 220V
cortou-se a resistência ao meio; em virtude deste
corte, a nova potência do chuveiro será:
a) 550W
d) a mesma de antes
b) ll00W
e) nenhuma das anteriores
46. No caso de um chuveiro ligado à rede de distribuição de energia:
a) diminuindo-se a resistência do aquecedor,
reduz-se a potência consumida.
c) 4400W
b) aumentando-se a resistência do aquecedor e
conservando-se constante a vazão, a temperatura da água aumenta.
42. Um chuveiro elétrico deve operar sob tensão
de 220V. Se o resistor do chuveiro tiver resistência elétrica R, sua potência elétrica será igual a P.
Se o resistor do chuveiro tiver resistência elétrica
2R, sua potência elétrica será igual a:
a)
P
2
b) P
c) 2P
d)
P
4
c) para se conservar a temperatura da água,
quando se aumenta a vazão, deve-se diminuir a resistência do aquecedor.
d) a potência consumida independe da resistência do aquecedor.
e) 4P
e) nenhuma das anteriores.
43. Pedro mudou-se da cidade de São José dos
Campos para São Paulo, levando consigo um aquecedor elétrico. O que deverá ele fazer para
manter a mesma potência de seu aquecedor elétrico, sabendo-se que a ddp na rede em São José dos
Campos é de 220V, enquanto em São Paulo é de
110V? Deve substituir a resistência do aquecedor
por outra:
a) quatro vezes menor.
d) oito vezes menor.
b) quatro vezes maior.
e) duas vezes menor.
47. A chave de ligação de um chuveiro pode ser
colocada em três posições, nas quais está escrito:
fria, morna, quente. A resistência elétrica que aquece a água varia com estas posições, assumindo,
não respectivamente, os valores média, baixa, alta.
A correspondência certa é:
a) água quente, resistência baixa.
b) água fria, resistência baixa.
c) água quente, resistência média.
c) oito vezes maior.
d) água morna, resistência alta.
44. Um estudante resolveu acampar durante as férias de verão. Em sua bagagem levou uma lâmpada
com as especificações: 220V - 60W. No camping
escolhido, a rede elétrica é de 110V. Se o estudante utilizar a sua lâmpada na voltagem do camping:
e) nenhuma das correspondências anteriores é
correta.
48. Considere um resistor para chuveiro elétrico e
uma lâmpada elétrica com os seguintes dados nominais: resistor: 220V - 2200W; lâmpada: 110V 110W. Verifique qual a opção correta, supondo
que o resistor e a lâmpada estão ligados na tensão
correta:
a) não terá luz, pois a lâmpada “queimará”.
b) ela brilhará menos, porque a potência dissipada será de 15W.
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a) O resistor e a lâmpada têm resistências elétricas iguais.
b) a ddp é menor no fio de cobre.
c) o fio de cobre fica submetido a um campo
elétrico maior do que do fio de alumínio.
d) a perda de energia pelo efeito Joule é menor
no fio de alumínio.
e) se os dois fios forem submetidos a uma mesma tensão, separadamente, a corrente elétrica será a mesma nos dois fios.
52. Submetem-se dois fios A e B, feitos de um
mesmo metal, à mesma tensão elétrica. O comprimento do fio A é o dobro do comprimento do fio B
e a área de seção reta de A é igual à metade da seção reta de B. Qual a razão entre as intensidades
b) O resistor e a lâmpada são percorridos por
correntes elétricas de mesma intensidade.
c) A lâmpada e o resistor consomem a mesma
energia elétrica para o mesmo tempo de utilização.
d) A corrente elétrica na lâmpada é dez vezes
mais intensa do que no resistor.
e) O resistor consome energia elétrica vinte vezes maior que a da lâmpada, para o mesmo
tempo de utilização.
49. Têm-se cinco fios condutores F 1 , F 2 , F 3 , F 4 e
F 5 , de mesmo material e à mesma temperatura. Os
fios apresentam comprimento e área de seção
transversal dados pela tabela abaixo:
Sendo R a resistência elétrica de F 1 , podemos
afirmar que F 2 , F 3 , F 4 e F 5 têm resistências
elétricas, respectivamente:
Comprimento
Área de seção transversal
F1
f
A
F2
2f
A
F3
f
2A
F4
f
A
2
a) 2R; 2R;
R
;R
2
b) 2R;
R
; 2R; 4R
2
c) 2R;
R
; 2R; R
2
d)
i 
das correntes elétricas em A e B  A  ?
 iB 
1
1
e)
a) 4
b) 2
c) 1
d)
2
4
Respostas
1. 1,2 A
2. 6V
3. Resposta: 20 Ω
4. O condutor é não-linear.
b) 7,2V
5. a) 4,5 Ω
6. 2k Ω
b) 3,6.10 3 J.
7. a) 1,8.10 2 W
8. 10°C
9. 10 A
b) 10A
10. a) 22 Ω
c) Diminuir a resistência elétrica do chuveiro.
11. A potência dissipada torna-se quatro vezes
maior.
12. 0,6ºC
13. 20A
14. 4000w
15. 105s
16. Dobra
17. Resposta: 10 -4 Ω .cm
18. Resposta: 4m
19. 4,1 Ω
20. 0,04m
21. 2,5m
R
; 2R; 2R; R
2
e) R; 2R;
R
; 4R
2
50. Um fio cilíndrico de comprimento l e raio de
seção reta r apresenta resistência R. Um outro fio,
cuja resistividade é o dobro da primeira, o comr
primento é o triplo, e o raio , terá resistência i3
gual a:
a)
R
54
b) 2R
c) 6R
d) 18R
e) 54R
51. Dois fios, um de cobre com resistividade
1,7.10 -8 Ω .m e outro de alumínio com resistividade
2,8.10 -8 Ω .m, possuem mesmo comprimento e
mesmo diâmetro. Se ambos forem percorridos pela
mesma corrente i, pode-se afirmar que:
a) as resistências ôhmicas dos dois fios são iguais.
5
22.
R
4
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
a) Triplica
15w
a) 0,04w
25ºC
21s
5,5%
26,8ºc
a) R$1,47
6Ω
b) Quarta parte
b) 0,08C
b) 11 Ω
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32. a) Diretamente proporcional
b) 20A
33. a) Não; o comprimento deve ser diminuído
b) 2,2A; R$13,55
34. c
35. a
36. b
37. b
38. e
39. d
40. b
41. c
42. a
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
6
a
b
b
c
a
e
b
e
b
e
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