OLIMPADAS REGIONAIS DE FSICA 2000

OLIMPÍADAS REGIONAIS DE FÍSICA 2000
13 de Maio de 2000
Prova Teórica
ESCALÃO B
Duração da prova: 1 h 15 min
JOGOS DE LÂMPADAS
1) Utilizando-se lâmpadas iguais, fizeram-se as associações representadas
nos esquemas I e II da figura. Compare as intensidades de corrente I1 e I2,
para um mesmo valor da diferença de potencial, U.
I2
I1
U
I
U
II
2) É possível associarem-se em série duas lâmpadas iguais de 110 V e
100 W e sujeitar essa associação a uma tensão de 220 V? E se uma das
lâmpadas for substituída por outra de 110 V e 25 W? Justifique as suas
respostas.
3) Considere uma lâmpada de 220 V e 100 W e outra de 220 V e 25 W. Os
respectivos filamentos são do mesmo material, têm o mesmo comprimento e são cilíndricos. Qual é a relação entre os seus raios?
4) Se duas lâmpadas estiverem associadas em série e distanciadas 2,0 m,
verifique se um electrão de condução consegue percorrer a distância
entre elas quando estão acesas durante 5 min.
(velocidade de arrastamento do electrão = 4×10-3 m s-1)
5) Face ao resultado que obteve, como explica que as lâmpadas acendam
praticamente ao mesmo tempo?
6) Suponha duas lâmpadas de 220 V e 100 W, uma com filamento de
tungsténio e outra com filamento de carbono. Sabe-se que a resistência
eléctrica de um condutor varia com a temperatura de acordo com a
expressão R = R0 + R0 α θ em que R0 representa a resistência do
condutor a uma temperatura de referência (que é normalmente 0 ºC), α é
o coeficiente de temperatura e θ a variação de temperatura a que é
sujeito o condutor. Os coeficientes de temperatura para estes materiais
são: α (tungsténio) = 4,5×10−3 ºC−1 e α (carbono) = −5×10−4 ºC−1.
7) A figura seguinte indica como varia a intensidade de corrente nos
instantes iniciais em que se fecha o circuito. Associe um dos gráficos A, B
ou C a cada uma das lâmpadas, sujeitas a uma tensão de 220 V.
I
A
B
C
U