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Lista de Exercícios de Física II – F.E.M
Prof: Tadeu
Turma: 3° Médio
Data para entrega: 30/10/20 09
1) Observando a expressão que define a força
eletromotriz de um gerador, diga se esta grandeza é
vetorial ou escalar.
As informações seguintes se referem aos exercícios 2,
3, 4 e 5. Como você deve saber, nos automóveis existe
um gerador (dínamo) que, acionado pelo motor do
carro, produz um corrente contínua usada para manter
a bateria constantemente carregada. A figura deste
exercício mostra um gerador deste tipo, G,
estabelecendo uma corrente em um circuito onde
existe uma resistência R e uma bateria recebendo
carga.
6) No circuito mostrada na figura abaixo, temos duas
baterias cujas f.e.m. são ε 1 = 6,0V e ε 2 = 24V e
cujas
resistências
internas
são
r1 = 1,0Ω
e
r2 = 2,0Ω . Existe ainda no circuito uma resistência
externa R = 6,0Ω .
ε 1 , r1
ε 2 , r2
2)
a) indique, em uma cópia da figura, o sentido da
corrente no circuito.
b) Ao passarem no interior do gerador,as cargas
elétricas perdem ou ganham energia?
c) E ao passarem no interior da bateria?
a) Qual é o sentido da corrente que passa no circuito?
b) Qual das duas baterias está funcionado como
gerador de corrente? E qual está funcionado como
receptor?
c) Calcule a intensidade da corrente no circuito.
d) Verifique se a potência transferida às cargas pelo
gerador de f.e.m. é igual à soma das potências que as
cargas transferem aos elementos do circuito.
3)
a) No gerador, qual é o tipo de energia que se
transforma em energia elétrica?
b) Qual a transformação de energia que ocorre na
bateria?
4) Suponha que a f.e.m. do gerador seja ε = 15V e a
f.c.e.m. da bateria seja ε ' = 12V . Considerando uma
carga de 1C passando pelo circuito, responda:
a) Qual a quantidade de energia que esta carga recebe
ao passar no gerador?
b) Qual a quantidade de energia que esta carga perde
ao passar na bateria?
c) Qual a quantidade de energia que esta carga perde
ao passar pela resistência (lembre-se do Princípio de
Conservação de Energia)?
5) Sabendo que a intensidade da corrente no circuito é
0,5 A. Nestas condições:
a) Qual é a potência que o gerador fornece às cargas?
b) Qual a potência que a bateria retira da corrente?
c) Então, qual é a potência dissipada por efeito joule na
resistência?
-1-
7) Suponha que, no circuito mostrado na figura abaixo,
tenhamos os seguintes valores dos elementos aí
representados:
ε = 12V r = 1,0Ω R1 = 60Ω R2 = 20Ω R3 = 4,0Ω
a) Qual é o valor da resistência R12, equivalente às
resistências R1 e R2?
b) Qual a intensidade da corrente estabelecida pela
bateria no circuito?
c) Qual é a corrente que passa em R1? E em R2?
ε ,r
8) Uma pilha de lanterna possui uma f.e.m.
ε = 1,5V e
sua resistência interna vale r = 0,1Ω .
a) Qual é a voltagem entre os polos desta pilha quando
ela se encontra em circuito aberto?
b) Qual é a voltagem entre os polos desta pilha se ela
estiver fornecendo uma corrente de 2,0A a uma
lâmpada?
c) Ligando-se à pilha uma lâmpada de menor
resistência, ela passa a fornecer uma corrente de 4,0A
a esta lâmpada. Qual é, neste caso, a voltagem entre
os polos da pilha?
pode se queimar quando ele é impedido de girar (sem
que a corrente seja desligada).
13) O gráfico deste exercício representa a voltagem
entre os polos de uma bateria em função da corrente
que ela fornece quando é ligada a diferentes
resistências externas. A partir destas informações,
determine:
a) A f.e.m. da bateria.
b) A resistência interna da bateria.
9)
a) Usando os valores obtidos no exercício anterior,
construa um gráfico da voltagem entre os polos da
pilha em função da corrente que ela fornece.
b) Faça um desenho mostrando como seria o aspecto
do gráfico da questão (a) se a resistência interna fosse
nula.
10) No circuito mostrado na figura deste exercício,
verifica-se que quando a chave C está aberta, a leitura
do voltímetro é 4,5V. Ligando-se a chave C, o
amperímetro indica 1,5A e o voltímetro passa a indicar
4,2V. A partir destes dados, determine:
a) A f.e.m. da bateria
b) A resistência interna da bateria.
14) Uma bateria de f.e.m.
ε 1 = 220V e resistência
= 10Ω , está colocada em um circuito, ligada
em série com um motor de f.c.e.m. ε 2 = 180V e
resistência interna r2 = 10Ω .
interna r1
a) Determine a potência útil do motor.
b) Qual é a potência total que é fornecida ao motor pela
bateria?
c) Determine o rendimento deste motor, expressando-o
sob forma percentual.
d) Calcule o rendimento da bateria que está alimentado
o circuito, expressando-o sob forma percentual.
11) Uma bateria, de f.e.m. ε = 12V e resistência
interna r = 0,5Ω , é ligada em série com uma
R = 4,0Ω e com o motor elétrico de
f.c.e.m. ε ' = 6,0V , cuja resistência interna é r ' = 1,5Ω .
resistência
a) Faça um esquema deste circuito.
b) Qual o valor da corrente que passa no motor?
c) Qual a potência dissipada, por efeito joule, no
motor?
12) Suponha que, em virtude de um defeito mecânico,
o motor mencionado no exercício anterior parasse de
girar (no entanto, a corrente elétrica continua passando
no motor).
a) Qual seria, nestas condições, o valor da corrente
que iria passar no motor?
b) Qual seria, então, a potência dissipada por efeito
joule neste motor?
c) Comparando as respostas deste exercício com as do
exercício anterior, explique por que um motor elétrico
-2-
15) Uma pilha seca, de f.e.m. 1,5V, quando nova tem
uma resistência interna de 0,05Ω e, após um certo
tempo de uso, esta resistência aumenta para 0,25 Ω.
Uma lâmpada, cujo filamento tem resistência igual a
0,25 Ω, é ligada à pilha nova, e em seguida, à pilha
usada.
a) Calcule a potência dissipada na lâmpada em cada
um dos dois casos mencionados.
b) Quantas vezes menor tornou-se a potência desta
lâmpada ao ser ligada à pilha usada.
16) Um motor, ligado a uma bateria de f.e.m. 10V e
resistência interna desprezível, está levantando um
peso P = 4,0N com uma velocidade constante de
2,0m/s. A potência dissipada por efeito joule, no motor,
é 2,0 W. Determine, para este motor:
a) A corrente que passa por ele.
b) Sua resistência interna.
c) Sua f.c.e.m.