ELETROSTÁTICA: CAMPO ELÉTRICO UNIFORME

FÍSICA - 2o ANO
MÓDULO 13
ELETROSTÁTICA:
CAMPO ELÉTRICO
UNIFORME
++ + ++++++++ + + + + + +++
----------- - - - - - ---
A
+
+
-
+
F
+
+
VA
-
B
-
E
VB
d
-
{
1,0 cm
{
P2
+
1,0 cm
10 cm
P1
–
Fixação
1) Em uma certa região do espaço, existe um campo elétrico uniforme de intensidade 3,6 .103 N/C.
Uma carga elétrica puntiforme de 1,0 .10-5 C, colocada nessa região, sofrerá a ação de uma força
de que intensidade?
F
Fixação
2) No campo elétrico ao lado, de intensidade 200N/C, abandona-se, no ponto A, uma carga de3
4μC. Determine o trabalho realizado pela força elétrica durante o deslocamento até o ponto B.
E
A
q +
0,20 m
F
B
Fixação
3) Ainda com relação à questão anterior, qual a diferença de potencial entre os pontos A e B?
Fixação
F
4) Ainda com relação à questão 02, considerando a massa da partícula igual a quatro milésimos5
de grama, com que velocidade ela chega ao ponto B?
s
a
a
b
c
d
e
Fixação
5) (UFF) Entre duas placas metálicas, planas e paralelas, separadas como mostra a figura, estabeleceramse um campo elétrico uniforme de intensidade E e uma diferença de potencial.
E
Se for duplicada a diferença de potencial e triplicada a distância entre as placas, podemos
afirmar que o campo elétrico passará a ter intensidade:
a) 2E/3 b) 3E/2
c) 9E/4
d) E
e) 4E/9
Fixação
F
6) (UERJ) Uma partícula com uma quantidade de carga elétrica igual a 1,0.10–18 C penetra7
num campo elétrico uniforme de intensidade igual a 1,0.103 N/C. O módulo da força que age
sobre a partícula é, em newtons:
a) 1,0.10–24 d) 1,0.10–15
b) 1,0.1012 e) 1,0.10–3
–19
c) 1,0.10
Fixação
7) A figura mostra linhas de força e equipotenciais de um campo elétrico uniforme:
A
x
B
7,0 cm
E
400 V
200 V
100 V
Com os dados fornecidos, determine a distância x entre as equipotenciais A e B.
Proposto
1) (CESGRANRIO) Feixes de nêutrons, prótons e elétrons penetram com a mesma velocidade
inicial numa região do espaço (sombreada na figura) onde existe um campo elétrico uniforme cuja
direção é indicada. As trajetórias são representadas na figura. Podemos afirmar que as trajetórias
correspondem, respectivamente, a:
a) X prótons
X
Y
Z
Y nêutrons
Z elétrons
b) X nêutrons
Y prótons
Z elétrons
c) X prótons
Y elétrons
direção do
campo uniforme
Z nêutrons
d) X elétrons
Y prótons
Z nêutrons
e) X elétrons
Y nêutrons
Z prótons
Proposto
2) Uma carga pontual positiva é lançada com velocidade no campo representado pelas linhas
de força a seguir.
A
V0
B
a) De A para B a velocidade da carga aumenta, diminui ou permanece constante? Justifique.
b) A aceleração da carga é maior em A ou em B? Justifique.
c) De A para B suponha que se conheça os valores do campo elétrico (E), da carga (q) e da
massa (m) da partícula, determine o módulo da aceleração que a carga irá adquirir.
Proposto
3) (UFRJ) Entre duas placas planas, condutoras e paralelas, carregadas com cargas de módulos iguais mas de sinais contrários, há um campo elétrico uniforme. Um próton e uma partícula
penetram na região entre as placas, equidistantes delas, com a mesma velocidade paralela às
placas, como mostram as figuras a seguir.
d/2
próton
<
V0
< << <
< << <
d/2
d/2
d/2
partícula α
<
V0
Lembre-se de que a partícula é o núcleo do átomo de hélio (He), constituída, portanto, por
2 prótons e 2 nêutrons. Despreze os efeitos de borda.
a) Calcule a razão ap / aα entre os módulos das acelerações adquiridas pelo próton ( ap ) e
pela partícula α ( ap ).
b) Calcule a razão tp/tα entre os intervalos de tempo gastos pelo próton (tp) e pela partícula (tα)
até colidirem com a placa negativa.
Proposto
-4) Uma partícula com massa de 5,0.10-6 g e carga elétrica de +8,0 .10-9C é lançada num campo
elétrico uniforme de intensidade 5,0 N/C. Qual a aceleração que esse campo impõe à partícula?
s
)
Proposto
5) Considere g = 10 m/s2 e um campo elétrico vertical ascendente de intensidade 5.105 V/m.
Nessa região, uma partícula de carga igual a 2nC a massa de 0,5 grama é lançada verticalmente para cima com velocidade de 16m/s. Calcule a altura máxima atingida pela partícula.
Proposto
6) Uma partícula de massa m e carga positiva Q parte do repouso, sob a ação exclusiva de uma
-força eletrostática constante. A partícula atinge uma velocidade de intensidade v após percorrer
uma distância d. O vetor campo elétrico associado à força eletrostática tem intensidade dada por:
2
2
a) m . v d) m . v
4Q.d
Q.d
2
2
b) 2m . v e) Q . v
Q.d
2m.d
2
c) m . v
2Q.d
Proposto
7) Um campo elétrico é dito uniforme quando uma carga de prova, nele colocada, fica sujeita a uma força
cuja intensidade é:
a) nula;
b) constante, não nula;
c) variável;
d) inversamente proporcional ao quadrado da distância da carga de prova às cargas que criam
o campo;
e) diretamente proporcional à distância da carga de prova às cargas que criam o campo.
Proposto
8)
Em
um
campo
elétrico
uniforme,
de
intensidade
4 .108 N/C, é abandonada, no ponto A, uma carga q de 3 .10-7 C e massa de 3.10-8 kg, conforme
indica a figura.
–
+
+
+
+
+
–
q
A
20 cm
B
–
–
–
Supondo-se desprezível a ação gravitacional, qual a velocidade da carga, ao passar pelo
ponto B?
Proposto
9) Uma bolinha B, carregada positivamente, está suspensa por um fio isolante que forma um
ângulo de 30° com a vertical, quando imersa num campo elétrico uniforme e horizontal, conforme
indicado na figura.
30º
E
+
B
Sejam F a força que o campo elétrico exerce sobre B, P o peso de B e T a força exercida
pelo fio sobre B:
a) Reproduza a figura da bolinha indicando as forças F , P e T.
b) Sendo |P | = 0,03 N, qual o valor de F ?
c) Sendo de 5,0μC a carga da bolinha, qual a intensidade de E?
Proposto
b)
10) Na figura estão representadas duas placas metálicas
e paralelas, carregadas eletricamente conforme indicado.
e
P
c)
Q
R
O
–
+
As densidades elétricas das duas placas têm módulos
iguais. No centro das placas existem pequenos orifícios P e
Q, através dos quais é lançado um elétron (e) em trajetória
retilínea (R) com velocidade escalar v. Dentre os gráficos
seguintes, o que melhor representa o módulo de v em
função da distância (d) percorrida pelo elétron, medida a
partir do ponto O, é:
a)
d)
e)
Proposto
11) Na figura abaixo estão representadas algumas linhas de força e superfícies equipotenciais
de um campo elétrico uniforme.
40 V
10 V
C
A
5 cm
15 cm
a) Determine o potencial do ponto C;
b) Determine, em J, o trabalho da força elétrica que atua em uma partícula de carga 6 μC, no
deslocamento de A até C.
Proposto
12) (UERJ) Uma partícula carregada penetra em um campo elétrico uniforme existente entre
duas placas planas e paralelas A e B. A figura a seguir mostra a trajetória curvilínea descrita
pela partícula.
o
A
>
>
B
A opção que aponta a causa correta desta trajetória é:
a) a partícula tem carga negativa e a placa A tem carga positiva;
b) a partícula tem carga positiva e a placa A tem carga negativa;
c) a partícula tem carga negativa e a placa B tem carga positiva;
d) a partícula tem carga positiva e a placa B tem carga negativa.
Proposto
13) Entre duas placas planas horizontais, eletrizadas com cargas iguais, mas de sinais opostos, existe um campo elétrico uniforme de intensidade 4,0 .103 N/C. Uma partícula eletrizada
com + 5,0 μC, ao ser colocada entre as placas, permanece em repouso. Determine a massa
da partícula.
Dado: g = 10 m/s2
Proposto
-14) (UERJ) Duas cargas pontuais -q e +Q estão dispostas como ilustra a figura.
-q
+Q
Se |Q| > |q|, o vetor campo elétrico produzido por essas cargas se anula em um ponto situado:
a) à direita da carga positiva;
b) à esquerda da carga negativa;
c) entre as duas cargas e mais próximo da carga positiva;
d) entre as duas cargas e mais próximo da carga negativa.
Proposto
15) O campo elétrico de uma carga puntiforme em repouso tem, nos pontos A e B, as direções
e sentidos indicados pelas flechas na figura a seguir. O módulo do campo elétrico no ponto B
vale 24V/m.
A
B
P
O módulo do campo elétrico no ponto P da figura vale, em volt por metro:
a) 3
b) 4
c) 3
d) 6
e) 12