1. Mediante estímulo, 2 × 105 íons de K+ atravessam a membrana de uma célula nervosa em 1,0 mili-segundo. Calcule a intensidade dessa corrente elétrica, sabendo-se que a carga elementar é 1,6 × 10-19 C. 2. Pela secção reta de um condutor de eletricidade passam 12,0 C a cada minuto. Nesse condutor a intensidade da corrente elétrica, em ampéres, é igual a a) 0,08 b) 0,20 c) 5,0 d) 7,2 e) 12 3. Uma corrente elétrica de 10 A percorre um fio de cobre de 6m de comprimento total, constituído de duas partes: 2m de fio tipo A (RA=1,0x10-2Ù) e 4m de fio tipo B (RB=4,0x10-2Ù). A tensão nos extremos do fio A e o campo elétrico no fio B valem, respectivamente: a) 0,05 V e 0,05 V/m b) 0,05 V e 0,4 V/m c) 0,1 V e 0,05 V/m d) 0,1 V e 0,1 V/m e) 0,4 V e 0,1 V/m 4. Um aluno necessita de um resistor que, ligado a uma tomada de 220 V, gere 2200 W de potência térmica. Ele constrói o resistor usando fio de constante N 0. 30 com área de seção transversal de 5,0.10-2 mm2 e condutividade elétrica de 2,0.106 (Ωm)-1. a) Que corrente elétrica passará pelo resistor? b) Qual será a sua resistência elétrica? c) Quantos metros de fio deverão ser utilizados? 5. Um fio cilíndrico de comprimento ℓ e raio de seção reta r apresenta resistência R. Um outro fio, cuja resistividade é o dobro da primeira, o comprimento é o triplo, e o raio r/3, terá resistência igual a: a) R/54 b) 2 R c) 6 R d) 18 R e) 54 R 6. Uma cidade consome 1,0.108W de potência e é alimentada por uma linha de transmissão de 1000km de extensão, cuja voltagem, na entrada da cidade, é 100000volts. Esta linha é constituída de cabos de alumínio cuja área da seção reta total vale A=5,26.10 -3m2. A resistividade do alumínio é ρ=2,63.10-8Ωm. a) Qual a resistência dessa linha de transmissão? b) Qual a corrente total que passa pela linha de transmissão? c) Que potência é dissipada na linha? 7. Um certo resistor é percorrido por uma corrente elétrica. Cada elétron que compõe essa corrente transfere ao resistor, na forma de energia térmica, 8,0.10-19joules. A que diferença de potencial está submetido o resistor? (Carga do elétron= 1,6.10-19 coulombs). 8. Uma lâmpada possui a indicação 120 V - 60 W. Qual a corrente elétrica dessa lâmpada, nas condições normais de operação? 9. Um resistor de 2000 ohms é atravessado por uma carga de 3 coulombs durante um tempo Página 1 de 13 de 30 segundos. Calcule: a) a intensidade da corrente elétrica; b) a diferença de potêncial (ddp) aplicada ao Resistor. 10. Num determinado fio, submetido a uma diferença de potencial (ddp) de 220 volts, é percorrido por 120 coulombs num intervalo de tempo de 30 s. Determine : a) a corrente elétrica i que percorre o fio. b) a resistência elétrica do fio. 11. A especificação de fábrica garante que uma lâmpada ao ser submetida a uma tensão de 120 V, tem potência de 100 W. O circuito a seguir pode ser utilizado para controlar a potência da lâmpada, variando-se a resistência R. Para que a lâmpada funcione com uma potência de 25 W, a resistência R deve ser igual a: a) 25 Ù b) 36 Ù c) 72 Ù d) 144 Ù e) 288 Ù 12. Meu chuveiro, instalado em 220 V e dissipando 2,2 kW, teve sua resistência queimada. Encontrando apenas outra resistência de mesma potência nominal, mas para 110 V, resolvi instalá-la (mesmo correndo outros riscos). Para isso devo verificar se o fusível suporta no MÍNIMO a) 10 A b) 40 A c) 25 A d) 2,0 A e) 400 A 13. Acende-se uma lâmpada de 100 W que está imersa num calorímetro transparente contendo 500 g de água. Em 1 minuto e 40 segundos a temperatura da água sobe 4,5 °C. Qual porcentagem de energia elétrica fornecida à lâmpada é convertida em luz? (Considere o calor específico da água 4,2 Joules/g .°C e que a luz produzida não é absorvida pelo calorímetro. Despreze a capacidade térmica do calorímetro e da lâmpada). 14. Em um aquário de 10 , completamente cheio d’água, encontra-se um pequeno aquecedor de 60W. Sabendo-se que em 25 minutos a temperatura da água aumentou de 2C, perguntase: a) Que quantidade de energia foi absorvida pela água? b) Que fração da energia fornecida pelo aquecedor foi perdida para o exterior? Página 2 de 13 Dados: calor específico da água = 1 cal g C 1 cal 4,0 J TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Uma sala é iluminada por um circuito de lâmpadas incandescentes em paralelo. Considere os dados abaixo: − a corrente elétrica eficaz limite do fusível que protege esse circuito é igual a 10 A; − a tensão eficaz disponível é de 120 V; − sob essa tensão, cada lâmpada consome uma potência de 60 W. 15. A resistência equivalente, em ohms, de apenas 8 lâmpadas acesas é cerca de: a) 30 b) 60 c) 120 d) 240 16. Um circuito elétrico é constituído por um resistor de 4 Ω e outro resistor de 2 Ω. Esse circuito é submetido a uma diferença de potencial de 12 V e a corrente que passa pelos resistores é a mesma. A intensidade desta corrente é de: a) 8 A b) 6 A c) 3 A d) 2 A e) 1 A 17. A figura abaixo ilustra uma associação de resistores. Considerando que a tensão aplicada entre o ponto A e B é de 10V e a corrente é de 2,5A, o valor em ohms da resistência elétrica do resistor R é: a) 0,5 b) 1,0 c) 1,5 d) 2,0 e) 2,5 TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: g = 10 m/s2 1,0 cal = 4,0 J densidade d’água: 1,0 g/cm 3 = 103 kg/m3 velocidade da luz no ar: 300.000 km/s calor latente de fusão do gelo: 80 cal/g pressão atmosférica: 105 N/m2 18. No circuito as lâmpadas L1, L2 e L3 são idênticas com resistências de 30 ohms cada. A força eletromotriz vale 18 volts e C é uma chave que está inicialmente fechada. Página 3 de 13 a) Qual a corrente que passa por L2? b) Abrindo-se a chave C, o que acontece com o brilho da lâmpada L1? Justifique. 19. No circuito esquematizado, onde i = 0,6 A, a força eletromotriz E vale a) 48 V b) 36 V c) 24 V d) 12 V e) 60 V 20. Três resistores de 40 ohms cada um são ligados a uma bateria de f.e.m. (E) e resistência interna desprezível, como mostra a figura. Quando a chave "C" está aberta, a corrente que passa pela bateria é 0,15A. a) Qual é o valor da f.e.m. (E)? b) Que corrente passará pela bateria, quando a chave "C" for fechada? 21. Três pilhas de f.e.m E = 1,5 V e resistência interna r = 1,0 Ω são ligadas como na figura a Página 4 de 13 seguir. A corrente que circula pelas pilhas é de a) 0,50 A, no sentido horário. b) 0,50 A, no sentido anti-horário. c) 1,5 A, no sentido horário. d) 2,0 A, no sentido anti-horário. e) 2,0 A, no sentido horário. 22. O valor da intensidade de correntes (em A) no circuito a seguir é: a) b) c) d) e) 1,50 0,62 1,03 0,50 0,30 23. No circuito a seguir, a corrente que passa pelo amperímetro ideal tem intensidade 2 A. Invertendo a polaridade do gerador de f.e.m. å2, a corrente do amperímetro mantém o seu sentido e passa a ter intensidade 1 A. A f.e.m. å2 vale: Página 5 de 13 a) 10 V b) 8 V c) 6 V d) 4 V e) 2 V 24. O gráfico a seguir, representa a ddp U em função da corrente i para um determinado elemento do circuito. Pelas características do gráfico, o elemento é um a) gerador de resistência interna 2,0 Ù b) receptor de resistência interna 2,0 Ù c) resistor de resistência elétrica 2,0 Ù d) gerador de resistência interna 1,0 Ù e) receptor de resistência interna 1,0 Ù 25. No circuito da figura a seguir, o amperímetro A registra uma corrente i=0,2A. Cada um dos três resistores representados na figura tem resistência R=40Ù. Qual é a potência dissipada pelo par de resistores associados em paralelo? a) 0.8 W b) 1,6 W c) 3,2 W d) 8,0 W e) 16,0 W 26. No circuito a seguir, onde os geradores elétricos são ideais, verifica-se que, ao mantermos a chave k aberta, a intensidade de corrente assinalada pelo amperímetro ideal A é i=1A. Ao fecharmos essa chave k, o mesmo amperímetro assinalará uma intensidade de corrente igual a: Página 6 de 13 a) 2 i 3 b) i 5 i 3 7 d) i 3 10 e) i 3 c) 27. A figura representa 4 bússolas apontando, inicialmente, para o polo norte terrestre. Pelo ponto O, perpendicularmente ao plano do papel, coloca-se um fio condutor retilíneo e longo. Ao se fazer passar pelo condutor uma corrente elétrica contínua e intensa no sentido do plano do papel para a vista do leitor, permanece praticamente inalterada somente a posição a) das bússolas A e C. b) das bússolas B e D. c) das bússolas A, C e D. d) da bússola C. e) da bússola D. 28. Uma partícula de massa m = 9,1 . 10-31 kg e carga q = 1,6 . 10-19 C penetra com velocidade v = 4,4 . 106 m/s, numa região onde existe um campo de indução magnética B = 1,0 . 10-3 T uniforme, perpendicular à trajetória da partícula e sentido para fora do papel (ver figura). a) Calcule a força que B exerce sobre a partícula. b) Qual é a direção dessa força em relação à trajetória da partícula? c) Que tipo de trajetória a partícula descreve? Justifique. Página 7 de 13 29. Um solenoide ideal, de comprimento 50 cm e raio 1,5 cm, contém 2000 espiras e é percorrido por uma corrente de 3,0 A. O campo de indução magnética é paralelo ao eixo do solenoide e sua intensidade B é dada por: B = μ0nI Onde n é o número de espiras por unidade de comprimento e I é a corrente. Sendo μ 0 = 4π × 10-7 N/A2, a) Qual é o valor de B ao longo do eixo do solenoide? b) Qual é a aceleração de um elétron lançado no interior do solenoide, paralelamente ao eixo? Justifique. 30. Um campo magnético uniforme, B = 5,0 . 10-4 T, está aplicado no sentido do eixo y. Um elétron é lançado através do campo, no sentido positivo do eixo z, com uma velocidade de 2,0 . 105 m/s. Carga do elétron = - 1,6 . 10-19 C. a) Qual é o módulo, a direção e o sentido da força magnética sobre o elétron no instante inicial? b) Que trajetória é descrita pelo elétron? c) Qual é o trabalho realizado pela força magnética? 31. Um fio condutor retilíneo muito longo, imerso em um meio cuja permeabilidade magnética é μ0 6π 107 Tm / A , é percorrido por uma corrente I. A uma distância r = 1 m do fio sabe-se que o módulo do campo magnético é 10-6 T. Qual é a corrente elétrica I que percorre o fio? a) 3,333 A b) 6 πA c) 10 A d) 1 A e) 6 A 32. Um segmento de fio reto, de densidade linear 7 × 10-2 kg/m encontra-se em repouso sobre uma mesa, na presença de um campo magnético horizontal, uniforme, perpendicular ao fio e de módulo 20 T, conforme a figura. Determine a maior corrente, em mA, que pode passar no fio, no sentido indicado na figura, sem que o fio perca contato com a mesa. Página 8 de 13 33. A figura a seguir mostra uma pequena chapa metálica imantada que flutua sobre a água de um recipiente. Um fio elétrico está colocado sobre esse recipiente. O fio passa, então, a conduzir uma intensa corrente elétrica contínua, no sentido da esquerda para a direita. A alternativa que melhor representa a posição da chapa metálica imantada, após um certo tempo, é 34. Um feixe de raios catódicos, que nada mais é que um feixe de elétrons, esta preso a um campo magnético girando numa circunferência de raio R = 2,0 cm. Se a intensidade do campo é de 4,5 × 10-3 T e que sua carga é 1,6 × 10-19 C, pode-se dizer que a velocidade dos elétrons, no feixe, vale: a) 2,0 × 103 m/s b) 1,6 × 104 m/s c) 1,6 × 105 m/s d) 1,6 × 106 m/s e) 1,6 × 107 m/s 35. Um elétron é acelerado, a partir do repouso, ao longo de 8,8 mm, por um campo elétrico constante e uniforme de módulo E = 1,0 × 105 V/m. Sabendo-se que a razão carga/massa do elétron vale e/m = 1,76 × 1011 C/kg, calcule: a) a aceleração do elétron. b) a velocidade final do elétron. Ao abandonar o campo elétrico, o elétron penetra perpendicularmente a um campo magnético constante e uniforme de módulo B = 1,0 × 10-2 T. c) Qual o raio da órbita descrita pelo elétron? Página 9 de 13 Gabarito: Resposta da questão 1: i = ∆q/∆t = (2 × 105 . 1,6 × 1019) / 103 i = 3,2 × 1011 A Resposta da questão 2: [B] Resposta da questão 3: [D] Resposta da questão 4: a) 10,0 A b) 22,0 Ohms c) 2,20 m Resposta da questão 5: [E] Resposta da questão 6: a) 5,0 Ω b) 1,0 . 103A c) 5,0 . 106 W Resposta da questão 7: U = 5,0 V Resposta da questão 8: 0,5 A Resposta da questão 9: a) 0,1 A b) 200 V Resposta da questão 10: a) i = 4 A b) R = 55 Ω Resposta da questão 11: [D] Resposta da questão 12: [B] Resposta da questão 13: 5,5 % Resposta da questão 14: Dados: P 60 W; V 10 m 10 kg 104 g; c 1 cal / g C 4 J / g C; Δt 25 min 1.500 s; Δθ 2 °C. a) Da equação do calor sensível: Página 10 de 13 Q m c Δθ 104 4 2 Q 8 104 J. b) A energia liberada é: E P Δt 60 1.500 E 9 104 J. Calculando a energia perdida para o exterior: EP E Q EP 9 104 8 104 EP 104 J. Sendo f a fração pedida: f EP 104 E 9 104 f 1 . 9 Resposta da questão 15: [A] P V2 120 2 14400 8 60 R 30Ω R R 480 Resposta da questão 16: [D] Como a corrente é a mesma, os resistores estão ligados em série e sua resistência equivalente é a soma das resistências de cada um. Req R1 R2 6 Ω Pela Primeira Lei de Ohm, temos: V R.i 12 6i i 2,0A Resposta da questão 17: [B] VAB R AB I 10 R AB 2,5 R AB 4,0Ω R AB (2 / /2) / /R 3,5 R AB 1/ /R 3,5 1 R 3,5 4,0 1 R R 0,5 R 1,0Ω 1 R Resposta da questão 18: a) 0,2 A b) Diminui, pois diminui a corrente de alimentação do sistema. Resposta da questão 19: [B] Resposta da questão 20: a) 12 V b) 0,20 A Página 11 de 13 Resposta da questão 21: [A] Resposta da questão 22: [E] Resposta da questão 23: [A] Resposta da questão 24: [A] Resposta da questão 25: [A] Resposta da questão 26: [E] Resposta da questão 27: [D] Resposta da questão 28: a) 7,04 × 1016 N b) perpendicular à trajetória c) circular Resposta da questão 29: a) 1,5 . 10 - 2T b) Zero Resposta da questão 30: a) No sentido do eixo x, com intensidade de 1,6.1017N b) circular c) zero Resposta da questão 31: [A] Resposta da questão 32: 35 mA Resposta da questão 33: [C] Resposta da questão 34: [E] Resposta da questão 35: Dados: V0 = 0 (partindo do repouso) ∆S = 8.8 mm E = 105 V/m Página 12 de 13 e/m = 1,76.1011 C/kg a) F = m.a q.E = m.a e.E = m.a a = e.E/m = (e/m).E = 1,76.1011.105 = 1,76.1016 m/s2 b) Por Torricelli: v2 = v02 + 2.a.∆S v2 = 0 + 2. 1,76.1016.8,8.103 = 3,098.1014 v = 3,098.10 14 v = 1,76.107 m/s c) Fcentrípeta = Fmagnética m.v2/R = e.v.B m.v/R = e.B R = m.v/(e.B) = (m/e).(v/B) 1 R= 1,76.1011 7 . 1,76.10 = (5,68.1012).(1,76.109) = 0,01 m = 1,0.102 m = 1 cm 10-2 Página 13 de 13