geradores e lei de pouliett

FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL II – PROF JOÃO RODRIGO ESCALARI - 2012
ESQ. - EXERCÍCIOS DE FÍSICA II – GERADORES E LEI DE POULIETT
1.
4. A figura representa um trecho de um circuito
percorrido por uma corrente com intensidade de 4,0 A.
c) R/2 d) R/3 e) R/4
Determine:
a) a diferença de potencial entre os pontos A e B (VA VB).
b) A diferença de potencial entre os pontos C e B (VC VB).
2. A diferença de potencial entre os pontos A e B, do
circuito abaixo, é igual a 10 V.
5. A resistência entre os pontos A e B do resistor
equivalente à associação mostrada na figura a seguir
A resistência elétrica do resistor equivalente da
associação acima, entre os pontos A e B, é:
a) 2R
b) R
tem valor, em
A corrente que passa pelo resistor de 6Ω é:
a) 2 A b) 3 A c) 1 A d) 0,4 A
3. A figura (ver imagem 1) representa a maneira como
dois resistores R1 e R2 foram ligados.
Ω , igual a
a) 95. b) 85. c) 55.
d) 35. e) 25.
6. Alguns resistores de resistência R são associados
segundo as configurações I, II, III e IV, conforme as
figuras.
Deseja-se acrescentar ao circuito um terceiro resistor
R3 de forma que a resistência equivalente entre os
pontos A e C do novo circuito se torne igual a 2,0 Ω.
Entre as opções de circuitos apresentados
(ver
imagem 2), identifique aquela que atenderá ao objetivo
proposto.
Sejam RI, RII, RIII e RIV, respectivamente, as
resistências equivalentes, entre os pontos a e b,
relativas às configurações I, II, III e IV. Pode-se
afirmar, corretamente, que RI + RII + RIII + RIV
é
aproximadamente igual a:
a) 17R
b) 13R
c) 6R
d) 3R
7. As figuras abaixo representam circuitos elétricos
simples, em que R indica resistores idênticos, A
amperímetros ideais e i1, i2 e i3 os valores das leituras
das intensidades de corrente nos respectivos
amperímetros.
10. Dispondo de vários resistores iguais, de
resistência elétrica 1,0Ω cada, deseja-se
deseja
obter uma
associação cuja resistência equivalente seja 1,5Ω.
1,5 São
feitas as associações:
Quando os três circuitos são submetidos a uma
mesma diferença de potencial elétrico, entre os pontos
P e Q, a relação entre i1, i2 e i3 é:
a) i1 = i2 = i3
b) i1 = 2 i2 = i3/2
c) i1/2= i2 = i3
d) i1 = i2 = i3/2
e) i1 = i2/2 = i3
8. As instalações elétricas em nossas casas sã
são
projetadas de forma que os aparelhos sejam sempre
conectados em paralelo. Dessa maneira, cada
aparelho opera de forma independente. A figura
mostra três resistores conectados em paralelo.
se as resistências dos fios de ligação, o
Desprezando-se
valor da corrente em cada resistor é:
a) I1 = 3A, I2 = 6A e I3 = 9A.
b) I1 = 6A, I2 = 3A e I3 = 2A.
c) I1 = 6A, I2 = 6A e I3 = 6A.
d) I1 = 9A, I2 = 6A e I3 = 3A.
e) I1 = 15A, I2 = 12A e I3 = 9A.
9. Considere um circuito formado por 4 resistores
iguais, interligados por fios perfeitamente condutores.
Cada resistor tem resistência R e ocupa uma das
arestas de um cubo, como mostra a figura a seguir.
Aplicando entre os pontos A e B uma diferença de
potencial
cial V, a corrente que circulará entre A e B
valerá:
a) 4V/R.
d) V/2R.
b) 2V/R.
e) V/4R.
A condição é satisfeita somente
a) na associação I.
b) na associação II.
c) na associação III.
d) nas associações I e II.
e) nas associações I e III.
11. Dois resistores, um com resistência R e outro com
resistência
ncia 2R, e uma pilha de 1,5 volts e resistência
interna desprezível são montados como mostra a
figura.
Pede-se
a) o valor de R, supondo que a corrente que passa
pela pilha é igual a 0,1 A.
b) a diferença de potencial VAB entre A e B.
12. Duas baterias têm mesma força eletromotriz (ε1 =
ε2) e resistências internas respectivamente iguais a r1
e r2. Elas são ligadas em série a um resistor externo
de resistência R. O valor de R que tornará nula a
diferença de potencial entre os terminais da primeira
pr
bateria será igual a:
c) V/R.
a) r1 + r2
b) r1 - r2
c) r2 - r1
d) r1 + r2 /2
e) r1 - r2 /2
13. No circuito a seguir, a corrente que passa pelo
amperímetro ideal tem intensidade 2A. Invertendo a
polaridade do gerador de f.e.m. ε2, a corrente do
amperímetro mantém o seu sentido e passa a ter
intensidade 1A. A f.e.m. ε2 vale:
a) 10 V
e) 2 V
b) 8 V
c) 6 V
d) 4 V
14. No circuito abaixo observa-se que, quando a
chave C está aberta, o voltímetro indica 4,5 V.
Ligando-se a chave, o amperímetro indica 4,0 A e o
voltímetro passa a indicar 4,2 V. A partir destas
medidas e considerando que o voltímetro e o
amperímetro são equipamentos ideais, determine a
-3
resistência interna da bateria, em miliohms (10 Ω).
A
ε
Varia-se a resistência R, e as correspondentes
indicações do amperímetro e do voltímetro são usadas
para construir o seguinte gráfico de voltagem (V)
versus intensidade de corrente (I).
Usando as informações do gráfico, calcule:
a) o valor da resistência interna da bateria;
b) a indicação do amperímetro quando a resistência R
tem o valor 1,7Ω.
17. Uma bateria de automóvel pode ser representada
por uma fonte de tensão ideal U em série com uma
resistência r. O motor de arranque, com resistência R,
é acionado através da chave de contato C, conforme
mostra a figura .
r
C
V
15. Seis pilhas iguais, cada uma com diferença de
potencial V, estão ligadas a um aparelho, com
resistência elétrica R, na forma esquematizada na
figura.
Foram feitas as seguintes medidas no voltímetro e no
amperímetro ideais:
a) Calcule o valor da diferença de potencial U.
b) Calcule r e R.
Nessas condições, a corrente medida pelo
amperímetro A, colocado na posição indicada, é igual
a
a) V/ R
d) 3V/ R
b) 2V/ R
e) 6V/ R
c) 2V/ 3R
16. Uma bateria comercial de 1,5V é utilizada no
circuito esquematizado abaixo, no qual o amperímetro
e o voltímetro são considerados ideais.
18. Uma bateria foi ligada a um resistor X de
resistência ajustável, como indicado na figura. Para
diferentes valores da resistência, os valores medidos
para a diferença de potencial VAB, entre os pontos A e
B, e para a corrente i no circuito, são indicados no
gráfico abaixo. Determine o valor da resistência
interna r da bateria, em Ω.
VAB (V)
A
ε
r
B
6,0
4,0
2,0
A
0
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
i(A)
X
Qual o valor da força eletromotriz da bateria?
19. No circuito esquematizado abaixo, o amperímetro
indica A indica 400mA.
O voltímetro V, também indica, indica, em V,
a) 2
b) 3
c) 4
d) 5
e) 10
20. A figura a seguir mostra o circuito elétrico
simplificado de um automóvel, composto por uma
bateria de 12V e duas lâmpadas L1 e L2 cujas
resistências são de 6,0 Ω cada. Completam o circuito
uma chave liga-desliga (C) e um fusível de proteção
(F). A curva tempo × corrente do fusível também é
apresentada na figura a seguir. Através desta curva
pode-se determinar o tempo necessário para o fusível
derreter e desligar o circuito em função da corrente
que passa por ele.
a) Calcule a corrente fornecida pela bateria com a
chave aberta.
b) Determine por quanto tempo o circuito irá funcionar
a partir do momento em que a chave é fechada.
c) Determine o mínimo valor da resistência de uma
lâmpada a ser colocada no lugar de L‚ de forma que o
circuito possa operar indefinidamente sem que o
fusível de proteção derreta.
21. A figura representa uma bateria, de força
eletromotriz E e resistência interna r = 5,0 Ω, ligada a
um solenóide de 200 espiras. Sabe-se que o
amperímetro marca 200 mA e o voltímetro marca 8,0
V, ambos supostos ideais.
22. Algumas residências recebem três fios da rede de
energia elétrica, sendo dois fios correspondentes às
fases e o terceiro ao neutro. Os equipamentos
existentes nas residências são projetados para serem
ligados entre uma fase e o neutro (por exemplo, uma
lâmpada) ou entre duas fases (por exemplo, um
chuveiro). Considere o circuito abaixo que representa,
de forma muito simplificada, uma instalação elétrica
residencial. As fases são representadas por fontes de
tensão em corrente contínua e os equipamentos,
representados
por
resistências.
Apesar
de
simplificado, o circuito pode dar uma idéia das
conseqüências de uma eventual ruptura do fio neutro.
Considere que todos os equipamentos estejam ligados
ao mesmo tempo.
a) Calcule a corrente que circula pelo chuveiro.
b) Qual é o consumo de energia elétrica da residência
em kWh durante quinze minutos?
c) Considerando que os equipamentos se queimam
quando operam com uma potência 10% acima da
nominal , determine quais serão os equipamentos
queimados caso o fio neutro se rompa no ponto A.
23. As características de uma pilha, do tipo PX, estão
apresentadas no quadro a seguir, tal como fornecidas
pelo fabricante. Três dessas pilhas foram colocadas
para operar, em série, em uma lanterna que possui
uma lâmpada L, com resistência constante RL = 3,0 Ω.
Por engano, uma das pilhas foi colocada invertida,
como representado abaixo:
Determine:
a) A corrente I, em ampères, que passa pela lâmpada,
com a pilha 2 “invertida”, como na figura.
b) A potência P, em watts, dissipada pela lâmpada,
com a pilha 2 “invertida”, como na figura.
c) A razão F = P/P0 , entre a potência P dissipada pela
lâmpada, com a pilha 2 “invertida”, e a potência P0 ,
que seria dissipada, se todas as pilhas estivessem
posicionadas corretamente.
24. Considere o circuito abaixo.
Afirma-se que:
O amperímetro ideal A registra 2 A.
I.
II.
O potencial no ponto P é 10 V.
III.
A potência dissipada no resistor de 4 Ω é 4 W.
São verdadeiras
a) apenas I e II.
c) apenas II e III.
b) apenas I e III.
d) I, II e III.
25. Considere o circuito mostrado na figura abaixo.
a) O valor da diferença de potencial entre os pontos C
e D.
b) A potência fornecida pelo gerador E1.
GABARITO
1. Alternativa: B
3. Alternativa: B
4. a) VA - VB = 20V
b) VC - VB = -4V
5. Alternativa: D
7. Alternativa: B
9. Alternativa: A
11. a) R = 5 Ω
b) U = 0,5 V
12. Alternativa: B
14. r = 0,075 Ω
Alternativa C
2. Alternativa:
6. Alternativa: C
8. Alternativa:
Alternativa B
10. Alternativa:
Alternativa E
13. Alternativa:
Alternativa A
15. Alternativa:
Alternativa B
16. a) Quando a corrente é nula a resistência externa
é infinita e a voltagem é exatamente igual à fem ε, ou
seja, ε = 1,5V. Quando a corrente no circuito é 1,0A a
queda no potencial é 1,2V.
Usando a equação ε - V = riI, obtemos a resistência
resistê
1,5 − 1,2
ri =
= 0,30Ω
1,0
interna:
.
b) Visto que V = RI , podemos escrever a equação
acima na forma ε = (R + ri)I. A corrente é, então,
1,5
I=
= 0,75A
1,7 + 0,3
.
17. a) U = 12V
b) R = 0,1 Ω e r = 0,02 Ω
Assinale a alternativa que contém, respectivamente,
os valores da resistência R e da diferença de potencial
entre os pontos a e b, sabendo que a potência
dissipada no resistor de 5 Ω é igual a 45 W.
e 15 V
a) 1 Ω e 5 V
b) 5 Ω e 15 V c) 10Ωe
d) 10Ω e 30 V e) 15Ω e 45 V
26.
Considere
o
circuito
representado
esquematicamente na figura a seguir. O amperí
amperímetro
ideal A indica a passagem de uma corrente de 0,50A.
Os valores das resistências dos resistores R1 e R2 e
das forças eletromotrizes E1 e E2 dos geradores ideais
estão indicados na figura. O valor do resistor R2 não é
conhecido. Determine:
18. r = 5 Ω
19. Alternativa:: D
20. a) i = 2 A b) ∆t = 1 s
c) R2 = 12 Ω
21. E = 9 V
22. i = 20 A
E = 1,25 kWh
Somente o ventilador
23. a) I = 0,30 A
b) P = 0,27 W
c) F = P/P0 = 1/9 ≅ 0,11
24. Alternativa: D
25. Alternativa: C
26. a) U = 5 V
b) Pf = 12 W