(Frente 2) Eletricidade

3ª LISTA DE EXERCÍCIOS (Frente 2)
Eletricidade
Professores: Reinaldo da Silva Caraça / Renato Pugliese
01. (Unicamp – 2016) Sabe-se atualmente que os
prótons e nêutrons não são partículas elementares, mas
sim partículas formadas por três quarks. Uma das
propriedades importantes do quark é o sabor, que pode
assumir seis tipos diferentes: top, bottom, charm,
strange, up e down. Apenas os quarks up e down estão
presentes nos prótons e nos nêutrons. Os quarks
possuem carga elétrica fracionária. Por exemplo, o
quark up tem carga elétrica igual a qup = (2/3).e e o
quark down, qdown = (1/3).e, onde e é o módulo da carga
elementar do elétron.
a) Quais são os três quarks que formam os prótons e os
nêutrons?
b) Calcule o módulo da força de atração eletrostática
entre um quark up e um quark down separados por uma
distância d = 0,2.10-15 m. Caso necessário, use K = 9.10⁹
Nm/C² e e = 1,6.10-19 C.
02. (VUNESP) Num livro de eletricidade, você encontra
três informações:
I. Isolantes são materiais que não permitem a passagem
da corrente elétrica.
II. O ar é isolante.
III. Um raio constitui-se de uma descarga elétrica
correspondente, em média, a uma corrente de 10000
ampères que desloca da nuvem à terra uma carga de 20
coulombs.
Pode-se concluir que essas três informações são:
a) coerentes, e que o intervalo de tempo médio de uma
descarga elétrica é de 2,0.10-3 s.
b) conflitantes, e que o intervalo de tempo médio de uma
descarga elétrica é de 2,0.10-3 s.
c) coerentes, e que o intervalo de tempo médio de uma
descarga elétrica é de 2,0.10-4 s.
d) conflitantes, e que o intervalo de tempo médio de uma
descarga elétrica é de 2,0.10-6 s.
e) conflitantes, e que não é possível avaliar o intervalo
de tempo médio de uma descarga elétrica.
03. (OLIMPÍADA PERUANA DE FÍSICA) – Na figura,
Benjamin Franklin realiza um experimento com pararaios.
IFSP
Câmpus PIRITUBA
Curso: ENEM – 2º sem./2016
04. (FGV – 2015) Deseja-se eletrizar um objeto metálico, inicialmente neutro, pelos processos de eletrização
conhecidos, e obter uma quantidade de carga negativa
de 3,2 mC. Sabendo-se que a carga elementar vale 1,6
x 10–19 C, para se conseguir a eletrização desejada será
preciso
a) retirar do objeto 20 trilhões de prótons
b) retirar do objeto 20 trilhões de elétrons
c) acrescentar ao objeto 20 trilhões de elétrons
d) acrescentar ao objeto cerca de 51 trilhões de elétrons
e) retirar do objeto cerca de 51 trilhões de prótons
05. (UECE – 2013/2) Um raio é um fenômeno atmosférico caracterizado pela passagem de corrente elétrica,
por exemplo, entre uma nuvem e o solo. Considere um
raio que transfira 2·103 A para o solo. Nessa situação, a
corrente elétrica nesse circuito nuvem solo é de
a) 2·103 C/s. b) 2·103 V/s. c) 2·103 C. d) 2·103 V.
06. (UFRN – 2014) O choque elétrico é um estímulo
ocasionado pela passagem da corrente elétrica no corpo humano. Segundo a Fundacentro1, há diferenças entre os efeitos fisiológicos da corrente elétrica entre homens e mulheres conforme a tabela a seguir.
Considere o valor de corrente para o efeito “Choque
não doloroso, sem perda do controle muscular” em homens e o valor de corrente para o efeito “Choque doloroso e grave contrações musculares, dificuldade de respiração” em mulheres, apresentados na tabela. Sendo i
= q/Δt, onde i: corrente elétrica, q: carga elétrica e Δt:
tempo de exposição, o valor da carga elétrica em coulombs que atravessa os corpos de homens e mulheres
para um tempo de exposição de 2 s são, respectivamente:
a) 0,0036 e 0,0024
b) 0,0460 e 0,0012
c) 0,0036 e 0,0300
d) 0,0460 e 0,0300
07. (PUC/RJ – 2013) No circuito mostrado na figura, a
diferença de potencial entre os pontos B e A vale, em
Volts:
Uma descarga elétrica atinge o cabo conectado ao
papagaio (pipa). Estabelece-se uma intensidade de
corrente elétrica de 11200 A que dura
10 μs .
Determine o número de elétrons (n) que percorre o cabo
durante a descarga.
Dado: e =1,6 x 10–19 C
a) 3 x 1017
b) 7 x 1017
c) 6 x 1017
18
18
d) 3 x 10
e) 6 x 10
a) 3,0
b) 1,0
c) 2,0
d) 4,5
e) 0,75
08. (PUC/PR – 2013) O fusível é um componente projetado com o intuito de proteger circuitos elétricos, seja
em um carro, em uma residência ou até mesmo em
grandes indústrias. Porém seu uso vem sendo substituído por outro componente, o disjuntor, já que este raramente precisa ser trocado, bastando apenas ser religado em caso de problemas. Com base nessas informações e em seus conhecimentos a respeito desses acessórios dos circuitos elétricos, é CORRETO afirmar:
a) O fusível não conduz corrente elétrica ao contrário do
disjuntor.
b) Somente o disjuntor é condutor, por isso vem substituindo os fusíveis.
c) Os fusíveis atuam como elementos de proteção ao
circuito elétrico, porém não podem evitar possíveis incêndios.
d) Tanto o fusível quanto o disjuntor são condutores que
têm como função evitar as correntes elétricas excessivas.
e) Em condições normais de funcionamento, isto é,
quando a corrente ultrapassa o valor máximo admitido, a
temperatura atingida pelo fusível é inferior ao seu ponto
de fusão.
09. (ENEM – 2012) Para ligar ou desligar uma mesma
lâmpada a partir de dois interruptores, conectam-se os
interruptores para que a mudança de posição de um deles faça ligar ou desligar a lâmpada, não importando
qual a posição do outro. Esta ligação é conhecida como
interruptores paralelos. Este interruptor é uma chave de
duas posições constituída por um polo e dois terminais,
conforme mostrado nas figuras de um mesmo interruptor. Na Posição I a chave conecta o polo ao terminal superior, e na Posição II a chave o conecta ao terminal inferior.
O circuito que cumpre a finalidade de funcionamento
descrita no texto é:
10. (UEA – 2013) Existem no mercado diversos tipos de
pilhas, tais como as pilhas AAA e AA, conhecidas como
“palito” e “pequena”, respectivamente. Apesar de apresentarem a mesma força eletromotriz de 1,5 V, elas diferem na capacidade de armazenar carga elétrica. Essa
capacidade determina por quanto tempo uma pilha pode
funcionar, e pode ser expressa, por exemplo, na unidade
miliampère-hora, mA·h. Assim, se uma pilha armazenar
1 mA·h e fornecer uma corrente de intensidade constante igual a 1 mA, funcionará durante uma hora.
Considere que uma pilha palito,
AAA, quando nova, armazena
800 mA·h de carga elétrica. Se
essa carga for expressa em coulomb, unidade do Sistema Internacional, obteremos o valor
a) 1800.
b) 3600.
c) 4320.
d) 1440.
e) 2880.
11. (FPS – 2013) Um circuito elétrico é formado por
uma bateria ideal que fornece uma tensão elétrica ou diferença de potencial (ddp) ε = 9 Volts a um conjunto de três resistores iguais (R = 1000 Ohms) ligados em
paralelo, de acordo com a figura abaixo.
Se um amperímetro A for ligado na saída da bateria, o
valor da corrente elétrica i fornecida ao circuito será:
a) 1,7 Ampères
d) 0,7 Ampère
b) 2,7 × 10−2 Ampères
e) 1,7 × 10+2 Ampères
c) 2,7 Ampères
12. (UNICAMP – 2013) O carro elétrico é uma alternativa aos veículos com motor a combustão interna. Qual é
a autonomia de um carro elétrico que se desloca a 60
km/h, se a corrente elétrica empregada nesta velocidade é igual a 50 A e a carga máxima armazenada em
suas baterias é q = 75 Ah ?
a) 40,0 km.
c) 90,0 km.
b) 62,5 km.
d) 160,0 km.
13. (FSM – 2013) Assim como todos os corpos materiais, o corpo humano também possui a característica de
conduzir eletricidade. Os efeitos nocivos da eletricidade
ao corpo humano, que podem, no limite, levá-lo à morte, são provocados pela corrente elétrica. Sabendo que
existe um limiar a partir do qual a corrente elétrica
torna-se ameaçadora e que a resistência do corpo humano varia de 1300 a 3000 ohms, o intervalo que compreende as máximas correntes elétricas, em mA, suportadas pelo corpo humano, quando submetido a uma diferença de potencial de 50 V, é, aproximadamente,
a) 38 e 17.
b) 48 e 25.
c) 58 e 35.
d) 28 e 10.
e) 18 e 5.
14. (UEM – 2013) Uma pequena cidade é abastecida
de eletricidade por uma usina hidroelétrica que se encontra a 20 km da cidade. A eletricidade é transmitida
para a cidade por uma linha de transmissão composta
por dois fios. A tensão de saída (na usina) na linha é
50000 V e na chegada à cidade é 49000 V. A corrente
elétrica na linha é de 15 A. Na chegada à cidade, um
transformador (que assumimos ser ideal) converte a
tensão para 250 V . Assinale o que for correto.
01) A potência elétrica fornecida pela usina é 3333 W.
02) A potência dissipada nos fios por efeito Joule é de
15000 W.
04) A tensão U na linha de transmissão a uma distância
x da usina pode ser escrita pela equação U = 50000 –
500.x, em que U é dado em volts e x em km.
08) A resistência total dos fios é de (200/3) Ω.
16) A corrente depois do transformador é de 2940 A.
15. (UEMG – 2013) A figura mostra duas lâmpadas ligadas a uma pilha por fios condutores. A força eletromotriz
da pilha vale 1,5 V.
Sobre essa situação, é CORRETO afirmar que
a) a tensão aplicada na lâmpada 1 é menor do que 1,5
V.
b) as duas lâmpadas estão ligadas em paralelo.
c) a corrente elétrica na lâmpada 1 é maior que na
lâmpada 2.
d) a tensão aplicada na lâmpada 2 é maior que 0,75 V.
16. (PUC/MG – 2013) O principal componente de um
chuveiro elétrico é a sua resistência elétrica. Quando ela
estraga, o equipamento deixa de aquecer a água. Sobre
a capacidade do chuveiro de aquecer a água e sua resistência elétrica, é CORRETO afirmar:
a) Se a resistência do chuveiro for trocada por outra de
maior valor, ele irá aquecer mais a água, fornecendo
mais calor a ela.
b) Quando fechamos um pouco a torneira, aumentamos
a potência do chuveiro e a água sai com temperatura
mais elevada.
c) Quando abrimos mais a torneira, diminuímos a
potência do chuveiro fazendo com que a água saia com
temperatura mais baixa.
d) Se diminuímos a resistência elétrica do chuveiro, aumentamos sua potência fazendo com que a água saia
com uma maior temperatura.
17. (UNIFOR – 2013/2) O consumo de energia elétrica
de uma residência pode ser estimada considerando as
principais fontes de consumo dessa residência. Imagine
uma situação em que somente os aparelhos que constam na tabela abaixo fossem utilizados diariamente da
mesma forma. Veja que a tabela nos fornece a potência
e o tempo diário de cada aparelho.
Considere que a bateria esteja operando com uma
particular lâmpada, à qual fornece a particular corrente I
= 6,0 A . Determine
a) a força eletromotriz da bateria;
b) a resistência interna da bateria;
c) a resistência dessa particular lâmpada;
d) a potência elétrica dissipada por essa lâmpada e o
rendimento (eficiência) da bateria nessa situação de
operação.
19. (UNIMONTES – 2013/2) Os eletrodomésticos utilizam parte da energia que consomem para o seu funcionamento, e uma outra parte é desperdiçada. A eficiência
energética mede a porcentagem de energia elétrica,
que é utilizada pelo eletrodoméstico para o seu funcionamento, com relação ao total que ele consome. Na figura a seguir, temos o selo que veio anexado a um
aquecedor elétrico.
Nele foram ocultadas algumas informações e outras
foram mantidas. Um eletrodoméstico que recebe a
classificação A, por exemplo, consome no máximo até
2400 W de potência. O dono do aquecedor mediu a
resistência elétrica do aparelho através de um
ohmímetro, e o resultado foi R = 10,0 Ω. Determine qual
é a classificação energética que pode ser dada ao
aquecedor.
a) B.
b) A.
c) D.
d) C.
20. (SENAI – 2013/2) Em uma rede elétrica doméstica
de 127 V, estão ligados os aparelhos abaixo listados.
Supondo que o mês tem 30 dias e que o custo de 1kwh
é de R$ 0,40, então o consumo de energia elétrica
mensal dessa residência é:
a) R$ 190,00
b) R$ 200,00
c) R$ 210,00
d) R$ 230,00
e) R$ 240,00
18. (UFES – 2013) O circuito indicado abaixo é composto de uma bateria não ideal e de uma carga resistiva
(lâmpada L). O gráfico ao lado representa a curva característica tensão U versus corrente I que a bateria fornece
a diferentes cargas.
Para que os aparelhos funcionem adequadamente, sem
que haja possibilidade de queima deles ou desarme do
disjuntor, o valor de corrente do disjuntor mais indicado
é o de
a) 30 A.
b) 25 A.
c) 20 A.
d) 15 A.
e) 10 A.
Gabarito
01.
02.
05.
06.
09.
10.
13.
14.
17.
18.
03.
07.
11.
15.
19.
04.
08.
12.
16.
20.