eletrodinamica 02

wlad
1. Suponha um fio cilíndrico de comprimento L, resistividade ρ1 e raio da seção transversal
circular R. Um engenheiro eletricista, na tentativa de criar um fio cilíndrico menor em
dimensões físicas, mas com mesma resistência, muda o comprimento do fio para L/2, o raio da
seção transversal circular para R/3 e a resistividade do material de que é feito o fio para ρ2 .
Dessa forma, a razão entre ρ2 e ρ1, para que as resistências do segundo e do primeiro fio
sejam iguais, deve ser de
a) 1/9.
b) 2/3.
c) 2/9.
d) 5/3.
e) 7/9.
2. O gráfico abaixo apresenta a medida da variação de potencial em função da corrente que
passa em um circuito elétrico.
Podemos dizer que a resistência elétrica deste circuito é de:
a) 2,0 mΩ
b) 0,2 Ω
c) 0,5 Ω
d) 2,0 kΩ
e) 0,5 kΩ
3. No rio Amazonas, um pescador inexperiente tenta capturar um poraquê segurando a
cabeça do peixe com uma mão e a cauda com a outra. O poraquê é um peixe elétrico, capaz
de gerar, entre a cabeça e a cauda, uma diferença de potencial de até 1500 V. Para esta
diferença de potencial, a resistência elétrica do corpo humano, medida entre as duas mãos, é
de aproximadamente 1000 Ω . Em geral, 500 mA de corrente contínua, passando pelo tórax de
uma pessoa, são suficientes para provocar fibrilação ventricular e morte por parada
cardiorrespiratória. Usando os valores mencionados acima, calculamos que a corrente que
passa pelo tórax do pescador, com relação à corrente suficiente para provocar fibrilação
ventricular, é:
a) um terço.
b) a metade.
c) igual.
d) o dobro.
e) o triplo.
4. A indústria eletrônica busca produzir e aperfeiçoar dispositivos com propriedades elétricas
adequadas para as mais diversas aplicações. O gráfico abaixo ilustra o comportamento elétrico
de três dispositivos eletrônicos quando submetidos a uma tensão de operação V entre seus
terminais, de modo que por eles circula uma corrente i.
Página 1 de 1
wlad
Com base na figura acima, assinale a alternativa correta.
a) O dispositivo D1 é não ôhmico na faixa de –30 a +30 V e sua resistência vale 0,2 kΩ.
b) O dispositivo D2 é ôhmico na faixa de –20 a +20 V e sua resistência vale 6 kΩ.
c) O dispositivo D3 é ôhmico na faixa de –10 a +10 V e sua resistência vale 0,5 kΩ.
d) O dispositivo D1 é ôhmico na faixa de –30 a +30 V e sua resistência vale 6 kΩ.
e) O dispositivo D3 é não ôhmico na faixa de –10 a +10 V e sua resistência vale 0,5 kΩ.
5. O chuveiro elétrico é um dispositivo capaz de transformar energia elétrica em energia
térmica, o que possibilita a elevação da temperatura da água. Um chuveiro projetado para
funcionar em 110V pode ser adaptado para funcionar em 220V, de modo a manter inalterada
sua potência.
Uma das maneiras de fazer essa adaptação é trocar a resistência do chuveiro por outra, de
mesmo material e com o(a)
a) dobro do comprimento do fio.
b) metade do comprimento do fio.
c) metade da área da seção reta do fio.
d) quádruplo da área da seção reta do fio.
e) quarta parte da área da seção reta do fio.
6. Considere dois pedaços de fios condutores cilíndricos A e B. do mesmo comprimento,
feitos de um mesmo material, com diâmetros distintos, porém, pequenos demais para serem
medidos diretamente. Para comparar as espessuras dos dois fios, mediu-se a corrente que
atravessa cada fio como função da diferença de potencial à qual está submetido. Os resultados
estão representados na figura.
Analisando os resultados, conclui-se que a relação entre os diâmetros d dos fios A e B é
a) dA = 2dB .
b) dA = dB 2.
c) dA = 4dB .
d) dA = dB 4.
Página 2 de 2
wlad
e) dA = 2dB .
7. Um engenheiro eletricista, ao projetar a instalação elétrica de uma edificação, deve levar
em conta vários fatores, de modo a garantir principalmente a segurança dos futuros usuários.
Considerando um trecho da fiação, com determinado comprimento, que irá alimentar um
conjunto de lâmpadas, avalie as seguintes afirmativas:
1. Quanto mais fino for o fio condutor, menor será a sua resistência elétrica.
2. Quanto mais fino for o fio condutor, maior será a perda de energia em forma de calor.
3. Quanto mais fino for o fio condutor, maior será a sua resistividade.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
b) Somente a afirmativa 2 é verdadeira.
c) Somente a afirmativa 3 é verdadeira.
d) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
e) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.
8. Um fio de cobre possui uma resistência R. Um outro fio de cobre, com o triplo do
comprimento e a metade da área da seção transversal do fio anterior, terá uma resistência
igual a:
a) 2R 3
b) 3R 2
c) 2R
d) 3R
e) 6R
9. Um pesquisador produziu um novo material e, para investigar possíveis aplicações
tecnológicas, estudou o comportamento elétrico de um objeto cilíndrico feito com esse material.
Aplicaram-se diversos valores de diferenças de potencial ∆V a esse objeto e mediu-se a
corrente elétrica i que circulou por ele. Foi obtido então o gráfico ao lado:
Com base nesse gráfico, considere as seguintes afirmativas:
1. O objeto apresenta comportamento ôhmico apenas para diferenças de potencial entre 0 V e
1 V.
2. Quando submetido a uma diferença de potencial de 4 V, a resistência elétrica do objeto vale
R = 20 Ω .
3. Para diferenças de potencial entre 1 V e 3 V, a resistência elétrica do objeto é constante.
4. Quando aplicada uma diferença de potencial de 2 V, a potência elétrica dissipada pelo objeto
é igual a 1 W.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente as afirmativas 1, 2 e 4 são verdadeiras.
b) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.
c) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
d) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.
e) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.
Página 3 de 3
wlad
10. O filamento de uma lâmpada incandescente, submetido a uma tensão U, é percorrido por
uma corrente de intensidade i. O gráfico abaixo mostra a relação entre i e U.
As seguintes afirmações se referem a essa lâmpada.
I. A resistência do filamento é a mesma para qualquer valor da tensão aplicada.
II. A resistência do filamento diminui com o aumento da corrente.
III. A potência dissipada no filamento aumenta com o aumento da tensão aplicada.
Dentre essas afirmações, somente
a) I está correta.
b) II está correta.
c) III está correta.
d) I e III estão corretas.
e) II e III estão corretas.
Página 4 de 4
wlad
Gabarito:
Resposta da questão 1:
[C]
As resistências dos dois fios devem ser iguais. Então, aplicando a 2ª lei de Ohm:
ρ2 L
2 =
( 3)
π R
2
ρ1 L
π R
2
⇒
9 ρ2 L
2π R
2
=
9 ρ1 L
π R
⇒
2
ρ1 2
= .
ρ2 9
Resposta da questão 2:
[D]
Primeira Lei de OHM
V = R.i → 12 = Rx6 → R = 2,0kΩ
Resposta da questão 3:
[E]
Calculando a corrente elétrica:
U 1500
= 1,5 A ⇒ i = 1500 mA.
i= =
R 1000
Como a corrente para provocar fibrilação (ifib) é de 500 mA:
i
1500
=
⇒ i = 3 ifib .
ifib
500
Resposta da questão 4:
[D]
Para que o resistor seja ôhmico, é preciso que sua resistência seja constante quando a
temperatura for constante. Supondo que a experiência tenha sido feita sem variação de
temperatura, podemos concluir que serão ôhmicos aqueles que apresentarem resistência
constante. Sendo assim o gráfico V x i deve ser uma reta.
V 30V
O dispositivo D1 entre –30V e +30V é ôhmico e sua resistência vale R = =
= 6kΩ.
i
5mA
Resposta da questão 5:
[E]
Das expressões da potência elétrica e da segunda lei de Ohm:
U2
P=
R
⇒
(110 )2
R220  220 
=
R220
R110
R110  110 
ρ L220
ρ L110
L
L
= 4⋅
⇒ 220 = 4 ⋅ 110 .
A 220
A110
A 220
A110
⇒ P220 = P110
R220 = 4 ⋅ R110
( 220 )2
⇒
=
⇒
2
⇒
(I) → A 220 = A110 ⇒ L220 = 4 ⋅ L110

Se 
A110
(II) → L 220 = L110 ⇒ A 220 =
4

Nas opções mostradas, somente há a hipótese (II).
Página 5 de 5
wlad
Resposta da questão 6:
[A]
De acordo com a segunda lei de Ohm R = ρ.
l
temos:
S
R: resistência elétrica do fio;
ρ : resistividade elétrica; ρA = ρB (mesmo material);
l : comprimento do fio; lA = lB (mesmo comprimento);
S : área da seção normal; S = π.
d2
(d=diâmetro do fio).
4
dA ≠ dB → S A ≠ SB → R A ≠ RB
R A = ρ.
l
→ ρ.l = R A .S A
SA
RB = ρ.
l
→ ρ.l = RB .SB
SB
Igualando as equações em ρ.l :
R A .S A = RB .SB → R A .π
dA 2
d2
= RB .π B → R A .dA 2 = RB .dB 2 (equação 1).
4
4
De acordo com a definição de resistência elétrica R =
u
e a análise do gráfico dado, temos:
i
10.10 −3
= 1.10 −2 Ω
1
10.10 −3
= 4.10 −2 Ω
RB =
0,25
RA =
Substituindo os valores na equação 1:
R A .dA 2 = RB .dB 2 → 1.10 −2.dA 2 = 4.10 −2.dB 2 → dA = 2.dB
Resposta da questão 7:
[B]
1. Falso. A resistência é inversamente proporcional à área da seção reta do fio.
2. Verdadeiro. Porque maior será a sua resistência.
3. Falso. A resistividade é propriedade do material e não do fio.
Resposta da questão 8:
[E]
Pela Segunda Lei de Ohm, sabemos que:
R=ρ
L
S
Sendo assim: R ' = ρ
3L
L
= 6ρ = 6R
S/2
S
Resposta da questão 9:
[C]
Página 6 de 6
wlad
1. Certo, pois a corrente está proporcional a ddp.
2. Certo. V = Ri → 4 = R x 0,2 → R = 20Ω
3. Falso.
V
1
Para V = 1V → R = =
= 10Ω
i
0,1
V
3
Para V = 3V → R = =
= 30Ω
i
0,1
4. Falso. P = V.i = 2 × 0,1 = 0,2W
Resposta da questão 10:
[C]
Para maior clareza, destaquemos dois pontos, A e B, do gráfico:
I. Incorreta. Quando a resistência é constante, tensão e corrente são diretamente
proporcionais, portanto o gráfico é uma reta que passa pela origem.
II. Incorreta. Calculemos a resistência para os pontos, A e B, destacados na figura:
U
2
RA = A =
= 13,3 Ω.
iA
0,15
UB
6
=
= 24 Ω.
iB
0, 25
Portanto, a resistência aumenta com o aumento da corrente.
RB =
III. Correta. Calculemos as potências dissipadas para os valores dos pontos destacados:
PA = UA iA = 2 (0,15) = 0,3 W.
PB = UB iB = 6 (0,25) = 1,5 W.
PB > PA ⇒ a potência dissipada no filamento aumenta com o aumento da tensão
aplicada.
Página 7 de 7
wlad
Resumo das questões selecionadas nesta atividade
Data de elaboração:
Nome do arquivo:
29/06/2014 às 11:29
1 e 2 lei_ ohm_SALA
Legenda:
Q/Prova = número da questão na prova
Q/DB = número da questão no banco de dados do SuperPro®
Q/prova Q/DB
Grau/Dif.
Matéria
Fonte
Tipo
1 ............. 131683 ..... Baixa ............. Física............. G1 - ifce/2014 ...................... Múltipla escolha
2 ............. 121071 ..... Baixa ............. Física............. Pucrj/2013 ............................ Múltipla escolha
3 ............. 122663 ..... Baixa ............. Física............. Ufpa/2013 ............................ Múltipla escolha
4 ............. 121698 ..... Elevada ......... Física............. Ufpr/2013 ............................. Múltipla escolha
5 ............. 128034 ..... Média ............ Física............. Enem/2013........................... Múltipla escolha
6 ............. 109095 ..... Média ............ Física............. Uff/2012 ............................... Múltipla escolha
7 ............. 109027 ..... Média ............ Física............. Ufpr/2012 ............................. Múltipla escolha
8 ............. 116983 ..... Média ............ Física............. Espcex (Aman)/2012 ........... Múltipla escolha
9 ............. 100851 ..... Média ............ Física............. Ufpr/2011 ............................. Múltipla escolha
10 ........... 100946 ..... Baixa ............. Física............. Fuvest/2011 ......................... Múltipla escolha
Página 8 de 8