Ftrb11

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Ciências Físico-Químicas 11º ano
Ficha de trabalho nº11
“Ondas e eletromagnetismo 2 – Eletromagnetismo - campos.”
1. O pêndulo elétrico é um eletroscópio constituído por uma haste, um fio de seda e uma esfera
leve coberta por um material condutor. Se se aproximar do pêndulo um corpo descarregado, a
esfera do pêndulo não se move pois não há interação entre as cargas elétricas.
1.1. Explica o que acontece ao pêndulo quando se aproximar dele um corpo carregado.
1.2. Determina o nº de cargas elétricas que estão em défice no corpo se a sua carga for de + 8,0 x
10-4 C (e = 1,60x10-19C).
2. Numa região onde existe um campo elétrico uniforme, colocou-se um corpo eletrizado negativamente suspenso de um fio
ligado a um suporte. Sob a ação da força elétrica, de direção horizontal, a posição de equilíbrio do
corpo mudou, ficando o fio na posição que mostra a figura.
2.1. Sobre o corpo suspenso atuam três forças. Designando os módulos dessas forças por T, F g e Fe
(força elétrica), pode concluir-se que …
(A) T = Fg + Fe
(C) T < Fg + Fe
(B) Fg = T + Fe
(D) Fg > T + Fe
2.2. Esquematiza a figura na folha de respostas, e representa quatro linhas de campo elétrico.
2.3. Indica como se pode criar o campo elétrico da região da figura.
3. Um campo é, em Física, uma região do espaço na qual é possível associar, a cada ponto, o valor de uma grandeza física.
Quando um objeto carregado é colocado num campo elétrico, 𝐸⃗ , fica sujeito à ação de uma força elétrica,
⃗⃗⃗⃗ , cuja intensidade é Fe = IqI E. Supõe que numa região do espaço, onde existe um campo elétrico
𝐹𝑒
uniforme de 610 NC-1, com direção vertical, se colocou uma bolha de óleo carregada com uma carga de 24µC, como mostra a figura. Admite que a bolha se encontra em equilíbrio neste campo.
3.1. Representa o diagrama de forças que atuam na bolha (tem em atenção o tamanho relativo dos
vetores).
3.2. Indica, justificando, o sentido do campo elétrico.
3.3. Determina a intensidade da força elétrica que atua sobre a bolha.
3.4. Calcula a massa da bolha.
4. Na figura estão representadas as linhas de campo elétrico, produzidas por duas cargas pontuais,
q1 e q2.
4.1. Indica, justificando, o sinal de cada uma das cargas elétricas.
4.2. Diz, justificando, a razão das linhas de campo nunca se cruzarem.
4.3. As cargas elétricas q1 e q2 podem ser iguais? Justifica.
5. A figura, ao lado, apresenta as linhas de campo elétrico na zona onde existem duas cargas elétricas pontuais, Q e Q´.
Também se assinalaram seis pontos.
5.1. Indica, justificando, o sinal elétrico de cada uma das cargas.
5.2. Justifica a seguinte afirmação «os campos elétricos em O e H são diferentes».
5.3. Ordena por ordem crescente as intensidades do campo elétrico nos pontos
P, Y, W e Z.
Pedro Reis Goucho
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Ficha de trabalho nº11
“Ondas e eletromagnetismo 2 – Eletromagnetismo - campos.”
6. Um eletrão é lançado no ponto médio entre duas placas metálicas longas, carregadas eletricamente com cargas simétricas, e
separadas por uma distância muito menor do que o seu comprimento. A
figura seguinte mostra as placas e a trajetória do eletrão.
6.1. As linhas de campo elétrico entre as placas podem ser representadas por:
6.2. Qual dos gráficos seguintes pode traduzir a intensidade do campo elétrico em função da distância, d, do eletrão à placa
inferior?
7. As linhas de campo são linhas imaginárias que permitem caracterizar um campo numa determinada região. As figuras
seguintes mostram a representação das linhas de campo elétrico e magnético.
7.1. Observa atentamente a figura A e, para esta situação, seleciona a única afirmação verdadeira.
(A) A placa de baixo está carregada positivamente e a de cima negativamente.
(B) As duas placas estão carregadas positivamente.
(C) A placa de baixo está carregada negativamente e a de cima positivamente.
(D) As duas placas estão carregadas negativamente.
7.2. Tendo em conta todas as figuras anteriormente representadas indica as afirmações verdadeiras.
(A) A figura C representa as linhas de campo elétrico criado por duas cargas positivas.
(B) A figura A representa um condensador plano.
(C) A figura D representa as linhas de campo elétrico criado por duas cargas negativas.
(D) A figura B representa linhas de campo elétrico.
(E) A figura E representa linhas de campo magnético criado por uma bobina.
8. A noção qualitativa de linhas de campo surgiu com Faraday. Mais tarde Maxwell estabeleceu as célebres equações que
descrevem completamente o campo eletromagnético. Uma ou mais cargas elétricas em repouso criam no espaço que as
rodeia um campo elétrico. Se estiverem em movimento criam simultaneamente um campo elétrico e um campo magnético
que podem ser uniformes ou variáveis.
8.1. Considera as linhas de campo elétrico, criadas
por cargas em repouso referenciadas pelas
diversas letras. Identifica os sinais de cada uma
das cargas.
8.2. Das afirmações que se seguem seleciona as que dizem respeito a propriedades de campo elétrico.
Pedro Reis Goucho
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“Ondas e eletromagnetismo 2 – Eletromagnetismo - campos.”
(A)
(B)
(C)
(D)
Por um ponto de um campo elétrico passa apenas uma linha de campo.
Uma linha de campo elétrico é sempre uma linha fechada.
Uma linha de campo elétrico começa sempre numa carga positiva e termina numa carga negativa.
A intensidade do campo elétrico, numa dada zona, é diretamente proporcional à densidade de linhas de campo nessa
zona.
8.3. Entre duas placas condutoras, planas e paralelas entre si, existe um campo elétrico.
8.3.1. Um eletrão abandonado no ponto L do campo, para qual dos pontos
assinalados se dirige? Justifica.
8.3.2. Indica a unidade SI em que se exprime o módulo do campo elétrico.
8.3.3. Seleciona o gráfico que representa o módulo do campo elétrico entre dois
pontos, em função da distância, r, à placa P1.
8.4. Uma carga elétrica Q cria, numa região do espaço que a rodeia, um campo elétrico 𝐸⃗ . Uma outra carga q, colocada no
ponto P dessa região, fica sujeita à força elétrica 𝐹 . Admite que q << Q. Considera a
situação da figura. Seleciona as opções que completam corretamente a afirmação: O
vetor 𝐸⃗ no ponto P tem a direção …
(A) De 𝐹 e sentido oposto se Q>0 e q<0.
(C) E o sentido de 𝐹 , se Q<0 e q>0.
(B) De 𝐹 e sentido oposto se Q<0 e q>0.
(D) E o sentido de 𝐹 , se Q>0 e q<0.
9. Classifica as afirmações seguintes como verdadeiras e falsas.
(A) O campo elétrico num dado ponto é tanto mais intenso quanto menor é a intensidade da força elétrica exercida sobre
uma partícula carregada colocada nesse ponto.
(B) As interações entre cargas elétricas são atrativas.
(C) As linhas de campo elétrico são tangentes ao vetor campo elétrico e têm o sentido deste.
(D) Uma carga elétrica cria à sua volta um campo magnético.
(E) O campo elétrico é uma grandeza vetorial e é criado por cargas elétricas positivas ou negativas.
(F) As linhas de campo elétrico são linhas fechadas.
(G) O campo elétrico total criado por duas cargas pontuais, uma positiva e outra negativa, é radial.
10. A figura representa uma partícula q com 9,0x10-11 kg, com carga elétrica positiva, em repouso, no ponto P de um campo
elétrico uniforme.
10.1. Calcula o valor da intensidade da força elétrica que atua na
partícula.
10.2. Relaciona a direção e o sentido da força elétrica que atua na
carga q com a do vetor campo elétrico nesse ponto.
10.3. Admite que se substitui a partícula q por outra de igual massa
mas carga simétrica.
10.3.1. Carateriza a força elétrica que atua nessa partícula.
10.3.2. Refere, justificando, se nesta situação a partícula ficaria em repouso imersa no campo elétrico.
Pedro Reis Goucho
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11. A transferência de eletrões entre dois corpos é um processo que pode acontecer pela simples fricção entre ambos.
11.1. Quando se fricciona uma barra de plástico numa camisola de lã, verifica-se que a barra adquire carga elétrica negativa e a
camisola adquire carga elétrica positiva. Indica a afirmação correta.
(A) Quando a barra é friccionada com a lã, há transferência de eletrões do plástico para a camisola de lã, ficando o
plástico com excesso de eletrões.
(B) O nº de eletrões que estão em falta na camisola de lã é igual ao nº de eletrões que estão em excesso na barra de
plástico.
(C) Durante este processo de fricção, a quantidade de carga elétrica do sistema camisola + barra não permanece
constante, ou seja, a carga total do sistema não é conservada.
(D) Quando a barra é friccionada com a lã, há transferência de cargas elétricas positivas do plástico para a camisola de lã.
11.2. Um aluno, com uma camisola de lã, eletrizou, por contacto, esferas de vidro e esferas de prata. Sabe-se que o vidro tem
maior facilidade em adquirir carga elétrica positiva quando
friccionada com lã, já a prata tem maior facilidade em
adquirir carga elétrica negativa. Na figura ilustram-se três
situações, de interações das esferas eletrizadas, presas por
fios isoladores, efetuadas pelo aluno.
11.2.1. O aluno afirmou que: Sempre que um corpo estiver
eletricamente carregado, positiva ou negativamente, cria no espaço à sua volta um campo elétrico. Indica o valor
lógico da proposição.
11.2.2. Ainda recorrendo à experiencia efetuada pelo aluno, indica a opção correta.
(A) O campo elétrico manifesta a sua existência pelas forças elétricas exercidas noutros corpos eletricamente
neutros.
(B) Os corpos eletricamente carregados com carga elétrica de sinal contrário repelem-se mutuamente.
(C) Um campo elétrico tem origem apenas em cargas elétricas positivas.
(D) Quando existe repulsão a natureza das esferas tem de ser igual, para esta experiência.
11.3. Considera, apenas, uma carga elétrica pontual positiva e os pontos A e B, no espaço (ver figura). O ponto B está a uma
distância da carga elétrica que é o dobro da distância do ponto A. Carateriza o
campo elétrico nos pontos A e B, quanto à direção, sentido e relação da
intensidade do campo entre os dois pontos.
11.4. Considera que se colocava uma carga elétrica pontual carregada negativamente no ponto B; qual a direção e sentido da
força elétrica sofrida por esta?
11.5. Indica a unidade de campo elétrico, no SI.
12. Seleciona a opção correta.
(A) Uma agulha magnética colocada num campo magnético alinha-se com a direção do campo e o seu polo norte aponta
no sentido do campo.
(B) As linhas de campo magnético não são fechadas.
(C) Num íman em forma de barra, as linhas de campo apontam do polo sul para o polo norte fora do íman.
(D) Um íman em ferradura cria um campo magnético uniforme em toda a região à sua volta.
13. O íman da figura cria o campo magnético cujas linhas estão
representadas.
13.1. Identifica os polos A e B.
13.2. Qual dos gráficos seguintes pode traduzir a intensidade do
campo magnético em função da distância, d, ao polo norte do
íman.
Pedro Reis Goucho
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14. Colocou-se um íman (agulha magnética) que se pode mover livremente numa zona onde existe um campo magnético
uniforme. Dos esquemas seguintes, escolhe a opção que representa a forma como ficaria o íman após uns instantes.
15. Aproxima-se um prego de ferro, AB, inicialmente não magnetizado, do polo sul de um íman permanente, conforme a figura.
Seleciona a opção que completa corretamente a frase seguinte: Forma-se um polo …, e o íman e o prego ….
(A) Sul em A … atraem-se.
(C) Norte em A … repelem-se.
(B) Sul em A … repelem-se.
(D) Norte em A … atraem-se.
16. As linhas de campo magnético são fechadas e são, em cada ponto, ___ ao vetor campo magnético, e no exterior de um
íman apontam do polo ___ para o polo ___ do íman.
(A) Tangentes … norte … sul.
(C) Perpendiculares … norte … sul.
(B) Tangentes … sul... norte.
(D) Perpendiculares … sul … norte.
17. Colocaram-se quatro ímanes em barra iguais num plano horizontal, com as polaridades como se mostra na figura.
Posteriormente uma pequena agulha de uma bússola, tendo a zona do seu polo norte pintada de
negro, foi colocada com o seu centro no ponto P, da figura. Desprezando eventuais efeitos do
campo magnético terrestre, seleciona a opção que indica como ficaria em repouso a agulha da
bússola.
18. Considera o solenoide esquematizado na figura.
18.1. Qual é a direção e o sentido do vetor campo magnético no ponto P que se
encontra no interior do solenoide.
18.2. A face assinalada com um X corresponde ao polo norte ou ao polo sul.
18.3. Represente as linhas de campo magnético no interior do solenoide.
19. Na famosa experiência do cientista Hans Oersted, o fio condutor de um circuito elétrico passa sobre a agulha de uma
bússola. Com o interruptor aberto, a agulha alinha-se como mostra a figura A. Fechando-se o interruptor, a agulha da
bússola assume nova posição (B).
Pedro Reis Goucho
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19.1. A partir desta experiência, Oersted concluiu que a corrente elétrica estabelecida no circuito.
(A) Gera um campo elétrico numa direção perpendicular à da corrente.
(B) Gera um campo magnético numa direção perpendicular à da corrente.
(C) Gera um campo elétrico numa direção paralela à da corrente.
(D) Gera um campo magnético numa direção paralela à da corrente.
19.2. A experiência de Oersted foi a primeira prova experimental da ligação entre que duas áreas de estudo da Física?
20. Um campo magnético criado por um fio retilíneo, percorrido por uma corrente elétrica, I, num
ponto exterior ao fio, é diretamente proporcional à referida corrente e inversamente
proporcional à distância do fio, medida na direção perpendicular ao ponto onde o campo é
calculado.
20.1. Diz o que representa a circunferência concêntrica com a corrente elétrica.
20.2. Indica o sentido do vetor campo magnético nos pontos A, B e C.
20.3. O que podes dizer sobre as caraterísticas do vetor campo magnético nos pontos A e C?
Soluções rápidas:
1- 5x1015 eletrões.
2- (C)
3- 1,5x10-2 N; 1,5x10-3 kg
45- Q>0; Q´<0; V; Ez < Ew < Ep < Ey
6- (B); (C)
7- (C); A, B e E
8- Positivas: M, O, Q e R; A, C e D; NC-1; (D); C e A.
9- C e E – verdadeiras
10- 9x10-10N;
11- (B); V; (D); NC-1
12- (A)
13- A – polo norte e B – polo sul; (B)
14- (D)
15- (D)
16- (A)
17- (B)
18- Polo sul;
19- (B); eletricidade e magnetismo
20-
Pedro Reis Goucho
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