Colégio Nossa Senhora da Ressurreição 1ª Lista de Revisão – 3º Colegial 2017 Professor: Marcos diiniz (www.fisicadiniz.com) 1. (Unicamp 2017) Tecnologias móveis como celulares e tablets têm tempo de autonomia limitado pela carga armazenada em suas baterias. O gráfico abaixo apresenta, de forma simplificada, a corrente de recarga de uma célula de bateria de íon de lítio, em função do tempo. Considere uma célula de bateria inicialmente descarregada e que é carregada seguindo essa curva de corrente. A sua carga no final da recarga é de a) 3,3 C. b) 11.880 C. c) 1.200 C. d) 3.300 C. 2. (Uerj 2017) Pela seção de um condutor metálico submetido a uma tensão elétrica, atravessam 4,0 1018 elétrons em 20 segundos. A intensidade média da corrente elétrica, em ampere, que se estabelece no condutor corresponde a: Dado: carga elementar 1,6 1019 C. a) 1,0 102 b) 3,2 102 c) 2,4 103 d) 4,1 103 3. (Pucrj 2017) Quando duas resistências R idênticas são colocadas em paralelo e ligadas a uma bateria V, a corrente que flui pelo circuito é I0 . Se o valor das resistências dobrar, qual será a corrente no circuito? a) I0 4 b) I0 2 c) I0 d) 2 I0 e) 4 I0 4. (Fatec 2017) Em uma disciplina de circuitos elétricos da FATEC, o Professor de Física pede aos alunos que determinem o valor da resistência elétrica de um dispositivo com comportamento inicial ôhmico, ou seja, que obedece à primeira lei de Ohm. Para isso, os alunos utilizam um multímetro ideal de precisão e submetem o Página 1 de 11 Colégio Nossa Senhora da Ressurreição dispositivo a uma variação na diferença de potencial elétrico anotando os respectivos valores das correntes elétricas observadas. Dessa forma, eles decidem construir um gráfico contendo a curva característica do dispositivo resistivo, apresentada na figura. Com os dados obtidos pelos alunos, e considerando apenas o trecho com comportamento ôhmico, podemos afirmar que o valor encontrado para a resistência elétrica foi, em kΩ, de a) 3,0 b) 1,5 c) 0,8 d) 0,3 e) 0,1 5. (Eear 2017) Um aparelho continha as seguintes especificações de trabalho: Entrada 9 V 500 mA. A única fonte para ligar o aparelho era de 12 V. Um cidadão fez a seguinte ligação para não danificar o aparelho ligado à fonte: Considerando a corrente do circuito igual a 500 mA, qual deve ser o valor da resistência R, em Ω, para que o aparelho não seja danificado? a) 4 b) 5 c) 6 d) 7 6. (Fuvest 2016) Em células humanas, a concentração de íons positivos de sódio (Na ) é menor no meio intracelular do que no meio extracelular, ocorrendo o inverso com a concentração de íons positivos de potássio (K ). Moléculas de proteína existentes na membrana celular promovem o transporte ativo de íons de sódio para o exterior e de íons de potássio para o interior da célula. Esse mecanismo é denominado bomba de sódiopotássio. Uma molécula de proteína remove da célula três íons de Na para cada dois de K que ela transporta para o seu interior. Esse transporte ativo contrabalança processos passivos, como a difusão, e mantém as concentrações intracelulares de Na e de K em níveis adequados. Com base nessas informações, determine Página 2 de 11 Colégio Nossa Senhora da Ressurreição a) a razão R entre as correntes elétricas formadas pelos íons de sódio e de potássio que atravessam a membrana da célula, devido à bomba de sódio-potássio; b) a ordem de grandeza do módulo do campo elétrico E dentro da membrana da célula quando a diferença de potencial entre suas faces externa e interna é 70 mV e sua espessura é 7 nm; c) a corrente elétrica total I através da membrana de um neurônio do cérebro humano, devido à bomba de sódio-potássio. Note e adote: 1nm 109 m A bomba de sódio-potássio em neurônio do cérebro humano é constituída por um milhão de moléculas de proteínas e cada uma delas transporta, por segundo, 210 Na para fora e 140 K para dentro da célula. Carga do elétron: 1,6 1019 C 7. (Efomm 2016) Por uma seção transversal de um fio cilíndrico de cobre passam, a cada hora, 9,00 1022 elétrons. O valor aproximado da corrente elétrica média no fio, em amperes, é Dado: carga elementar e 1,60 1019 C. a) b) c) d) e) 14,4 12,0 9,00 4,00 1,20 8. (Uerj 2016) Aceleradores de partículas são ambientes onde partículas eletricamente carregadas são mantidas em movimento, como as cargas elétricas em um condutor. No Laboratório Europeu de Física de Partículas – CERN, está localizado o mais potente acelerador em operação no mundo. Considere as seguintes informações para compreender seu funcionamento: - os prótons são acelerados em grupos de cerca de 3000 pacotes, que constituem o feixe do acelerador; - esses pacotes são mantidos em movimento no interior e ao longo de um anel de cerca de 30 km de comprimento; - cada pacote contém, aproximadamente, 1011 prótons que se deslocam com velocidades próximas à da luz no vácuo; - a carga do próton é igual a 1,6 1019 C e a velocidade da luz no vácuo é igual a 3 108 m s1. Nessas condições, o feixe do CERN equivale a uma corrente elétrica, em ampères, da ordem de grandeza de: a) 100 b) 102 c) 104 d) 106 9. (Eear 2016) Sabendo que a diferença de potencial entre uma nuvem e a Terra, para que aconteça a descarga elétrica de um raio, é em torno de 3 108 V e que a corrente elétrica produzida neste caso é aproximadamente de 1 105 A, qual a resistência média do ar, em ohms ()? a) 1.000 b) 2.000 c) 3.000 d) 4.000 10. (G1 - ifba 2016) O gráfico abaixo apresenta os valores das tensões e das correntes elétricas estabelecidas em um circuito constituído por um gerador de tensão e três resistores, R1, R2 e R3 . Página 3 de 11 Colégio Nossa Senhora da Ressurreição Quando os três resistores são ligados em série, e essa associação é submetida a uma tensão constante de 700 V, e considerando 1 caloria igual a 4,2 joules, a energia dissipada nos resistores, em 1 minuto, em calorias, é igual a: a) 7,0 102 b) 2,8 103 c) 4,2 103 d) 1,0 104 e) 4,2 104 11. (Unesp 2015) O poraquê é um peixe elétrico que vive nas águas amazônicas. Ele é capaz de produzir descargas elétricas elevadas pela ação de células musculares chamadas eletrócitos. Cada eletrócito pode gerar uma diferença de potencial de cerca de 0,14 V. Um poraquê adulto possui milhares dessas células dispostas em série que podem, por exemplo, ativar-se quando o peixe se encontra em perigo ou deseja atacar uma presa. A corrente elétrica que atravessa o corpo de um ser humano pode causar diferentes danos biológicos, dependendo de sua intensidade e da região que ela atinge. A tabela indica alguns desses danos em função da intensidade da corrente elétrica. intensidade de corrente elétrica Até 10 mA dano biológico apenas formigamento De 10 mA até 20 mA contrações musculares De 20 mA até 100 mA convulsões e parada respiratória De 100 mA até 3 A fibrilação ventricular acima de 3 A parada cardíaca e queimaduras graves (José Enrique R. Duran. Biofísica: fundamentos e aplicações, 2003. Adaptado.) Página 4 de 11 Colégio Nossa Senhora da Ressurreição Considere um poraquê que, com cerca de 8000 eletrócitos, produza uma descarga elétrica sobre o corpo de uma pessoa. Sabendo que a resistência elétrica da região atingida pela descarga é de 6000 Ω, de acordo com a tabela, após o choque essa pessoa sofreria a) parada respiratória. b) apenas formigamento. c) contrações musculares. d) fibrilação ventricular. e) parada cardíaca. 12. (Ufpr 2013) A indústria eletrônica busca produzir e aperfeiçoar dispositivos com propriedades elétricas adequadas para as mais diversas aplicações. O gráfico abaixo ilustra o comportamento elétrico de três dispositivos eletrônicos quando submetidos a uma tensão de operação V entre seus terminais, de modo que por eles circula uma corrente i. Com base na figura acima, assinale a alternativa correta. a) O dispositivo D1 é não ôhmico na faixa de –30 a +30 V e sua resistência vale 0,2 kΩ. b) O dispositivo D2 é ôhmico na faixa de –20 a +20 V e sua resistência vale 6 k Ω. c) O dispositivo D3 é ôhmico na faixa de –10 a +10 V e sua resistência vale 0,5 kΩ. d) O dispositivo D1 é ôhmico na faixa de –30 a +30 V e sua resistência vale 6 k Ω. e) O dispositivo D3 é não ôhmico na faixa de –10 a +10 V e sua resistência vale 0,5 kΩ. 13. (Pucrj 2013) O gráfico abaixo apresenta a medida da variação de potencial em função da corrente que passa em um circuito elétrico. Podemos dizer que a resistência elétrica deste circuito é de: a) 2,0 m b) 0,2 c) 0,5 d) 2,0 k e) 0,5 k 14. (Unesp 1993) Suponha que num experimento de eletrólise, representado pela figura a seguir, 3 coulombs Página 5 de 11 Colégio Nossa Senhora da Ressurreição de carga positiva e 3 coulombs de carga negativa atravessem o plano PP' durante 1 segundo. A corrente em ampéres indicada pelo amperímetro A será: a) 0. b) 1. c) 2. d) 3. e) 6. Página 6 de 11 Colégio Nossa Senhora da Ressurreição Gabarito: Resposta da questão 1: [B] A carga final é numericamente igual a área do trapézio, destacada na figura. QA 4 1,5 1200 3.300 mA h 3.300 10 3 A 3,6 103 s 11.880As 2 Q 11.880 C. Resposta da questão 2: [B] i q ne 4,0 1018 1,6 1019 i i i 0,032 i 3,2 102 A Δt Δt 20 Resposta da questão 3: [B] Tendo duas resistências R em paralelo, a resistência equivalente será R 2, se dobramos a resistência pra 2R, então teremos uma nova resistência equivalente igual a R. Sendo i1 a nova corrente do circuito, temos: V i R i V i0 i0 2 i i 0 R 2 2 V i1 i1 i R i i1 0 2 Resposta da questão 4: [A] Gabarito Oficial: [D] Gabarito SuperPro®: [A] Página 7 de 11 Colégio Nossa Senhora da Ressurreição Questão de resolução muito simples, bastando aplicar a 1ª Lei de Ohm ao trecho onde o resistor apresenta o comportamento linear no gráfico. U 24 V 24 V U Ri R R R R 3 103 Ω R 3 kΩ 3 i 8 mA 8 10 A Resposta da questão 5: [C] V R i R V 3 3 R R R6 3 i 0,5 500 10 Como a fonte foi feita pra funcionar com 12 V e não com 9 V, precisamos colocar uma resistência em série com o aparelho, já que nesse circuito em série a d.d.p. total é definida como Vt V1 V2, onde V1 3 V e V2 9 V. Ou seja, precisamos colocar uma resistência por onde passe 500 mA e que tenha uma diferença de potencial de 3 V . Dessa forma a fonte irá funcionar com 9 V e 500 mA. Resposta da questão 6: a) Da definição de corrente elétrica: 3e IS IS 3 e Q Δt Δt I R Δt IP Δt 2 e 2e IP Δt R 3 . 2 b) Dados: U 70mV 70 103 V; d 7nm 7 109 m. Ed U E U 70 103 10 106 9 d 7 10 E 107 V/m. c) Dados: N 106 moléculas; NS 210íons; NP 140íons; e 1,6 10 19 C; Δt 1 s. Como as correntes têm sentidos opostos, tem-se: N S NP e QS QP 210 140 1,6 1019 IN N 106 Δt Δt 1 I 1,12 1011 A. Resposta da questão 7: [D] A intensidade da corrente é dada pela razão entre a carga elétrica numa seção transversal do condutor e o tempo. Q i Δt Mas, a carga é dada pelo produto da quantidade de elétrons n que circulam e sua carga elementar e : i n e 9 1022 1,6 1019 C i 4 A Δt 3600 s Página 8 de 11 Colégio Nossa Senhora da Ressurreição Resposta da questão 8: [A] im ne n e v 3000 1011 1,6 1019 3 108 ΔQ 0,48 A 1 A ΔS Δt ΔS 30 103 v im 100 A. Resposta da questão 9: [C] V R i R V 3 108 R R 3 1085 R 3 103 Ω R 3.000 Ω i 1 105 Resposta da questão 10: [D] Com o auxílio da Primeira Lei de Ohm e analisando o gráfico, calculamos as resistências de cada resistor: U R i 200 V R1 400 Ω 0,5 A R2 200 V 200 Ω 1,0 A R3 200 V 100 Ω 2,0 A Na associação em série, a resistência equivalente será: Req 400 Ω 200 Ω 100 Ω 700 Ω A corrente será de: 700 V i 1,0 A 700 Ω Logo, a energia dissipada será: E P Δt U i Δt E 700 V 1,0 A 60 s E 42.000 J Passando para calorias: 1 cal E 42.000 J 10.000 cal 1,0 104 cal 4,2 J Resposta da questão 11: [D] Dados: n 8.000; E 0,14 V; R 6.000 Ω. Os eletrócitos funcionam como baterias em série. Aplicando a 1ª lei de Ohm, vem: Página 9 de 11 Colégio Nossa Senhora da Ressurreição U R i nE Ri i n E 8.000 0,14 i 0,19 A R 6.000 i 190 mA. Consultando a tabela dada, concluímos que após o choque essa pessoa sofreria fibrilação ventricular. Resposta da questão 12: [D] Para que o resistor seja ôhmico, é preciso que sua resistência seja constante quando a temperatura for constante. Supondo que a experiência tenha sido feita sem variação de temperatura, podemos concluir que serão ôhmicos aqueles que apresentarem resistência constante. Sendo assim o gráfico V x i deve ser uma reta. V 30V 6kΩ. O dispositivo D1 entre –30V e +30V é ôhmico e sua resistência vale R i 5mA Resposta da questão 13: [D] Primeira Lei de OHM V R.i 12 Rx6 R 2,0k Resposta da questão 14: [E] Página 10 de 11 Colégio Nossa Senhora da Ressurreição Resumo das questões selecionadas nesta atividade Data de elaboração: Nome do arquivo: 22/02/2017 às 16:17 LISTA REVISÃO CNSR - 3º COLEGIAL _ FÍSICA Legenda: Q/Prova = número da questão na prova Q/DB = número da questão no banco de dados do SuperPro® Q/prova Q/DB Grau/Dif. Matéria Fonte Tipo 1............. 165797 ..... Média ............ Física ............ Unicamp/2017...................... Múltipla escolha 2............. 164470 ..... Baixa ............. Física ............ Uerj/2017 ............................. Múltipla escolha 3............. 164546 ..... Baixa ............. Física ............ Pucrj/2017 ............................ Múltipla escolha 4............. 166995 ..... Baixa ............. Física ............ Fatec/2017 ........................... Múltipla escolha 5............. 162911 ..... Baixa ............. Física ............ Eear/2017 ............................ Múltipla escolha 6............. 153775 ..... Média ............ Física ............ Fuvest/2016 ......................... Analítica 7............. 158809 ..... Baixa ............. Física ............ Efomm/2016 ........................ Múltipla escolha 8............. 142388 ..... Média ............ Física ............ Uerj/2016 ............................. Múltipla escolha 9............. 162781 ..... Baixa ............. Física ............ Eear/2016 ............................ Múltipla escolha 10 .......... 154286 ..... Baixa ............. Física ............ G1 - ifba/2016 ...................... Múltipla escolha 11 .......... 140388 ..... Baixa ............. Física ............ Unesp/2015 ......................... Múltipla escolha 12 .......... 121698 ..... Elevada ......... Física ............ Ufpr/2013 ............................. Múltipla escolha 13 .......... 121071 ..... Baixa ............. Física ............ Pucrj/2013 ............................ Múltipla escolha 14 .......... 3390 ......... Não definida .. Física ............ Unesp/1993 ......................... Múltipla escolha Página 11 de 11