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Lista de Exercícios de Eletricidade e Magnetismo para ser entregue no dia da prova N2. Prof. Jonas Tavares 1)Uma partícula com uma carga de Cq 31 está a 12,0 cm de distância de uma segunda partícula com uma carga de Cq 5,12 . Calcule o módulo da força eletrostática entre as partículas. R: 2,81N 2)Duas pequenas gotas d’água esféricas, com cargas iguais de Cx 16101 , estão separadas por uma distância entre os centros de 1,00 cm. a) Qual é o valor do módulo da força eletrostática a que cada uma está submetida? R: 8,89x10-19N b) Quantos elétrons em excesso possui cada gota? R: 625 3)Na Fig. as quatro partículas formam um quadrado de lado cma 5 e têm cargas nCq 101 , nCq 202 , nCq 203 e nCq 104 . Qual é o campo elétrico no centro do quadrado, em termos dos vetores unitários? R: 4) Durante os 4,0 min em que uma corrente de 5,0 A atravessa um fio, (a) quantos coulombs e (b) quantos elétrons passam por uma seção reta do fio? R: a)1,2KC b) 7,5x1021 5) Um ser humano pode morrer se uma corrente elétrica da ordem de 50 mA passar perto do coração. Um eletricista trabalhando com as mãos suadas, o que reduz consideravelmente a resistência da pele, segura dois fios desencapados, um em cada mão. Se a resistência do corpo do eletricista é 2000Ω, qual é a menor diferença de potencial entre os fios capaz de produzir um choque mortal? R: 100v 6) Um fio de 4,00 m de comprimento e 6,00 mm de diâmetro tem uma resistência de 15,0 mΩ. Uma diferença de potencial de 23,0 V é aplicada às extremidades do fio. (a) Qual é a corrente no fio? (b) Qual é o módulo da densidade de corrente? (c) Calcule a resistividade do material do fio. R: 1,63KA 54,1MA/m2 10,6x10-8Ω.m 7) Um fio elétrico tem 1,0 mm de diâmetro, 2,0 m de comprimento e uma resistência de 50 mΩ. Qual é a resistividade do material do fio? R:2x10-8Ω.m 8) Um fio tem uma resistência R. Qual é a resistência de um segundo fio, feito do mesmo material, com metade do comprimento e metade do diâmetro? R: 2R 9) Um resistor dissipa uma potência de 100 W quando a corrente é 3,00 A. Qual é a resistência? R: 11,1 Ω 10)Um certo tubo de raios X opera a uma corrente de 7,0mA e uma diferença de potencial de 80kV. Qual a sua potencia em watts? R: 560W 11)Um resistor desconhecido é ligado entre os terminais de uma bateria de 3,00V. Energia é dissipada no resistor à taxa de 0,540W. O mesmo resistor é então ligado entre os terminais de uma bateria de 1,50V. Com que taxa a energia é dissipada agora? R: 0,135W 12) Um dispositivo de 18,0 W funciona com uma diferença de potencial de 9,00 V. Qual é a carga que atravessa o dispositivo em 4,00 h? R: 2,88x104 C 13)Suponha que as baterias da figura, tenham resistência internas desprezíveis. Determine: a)a corrente no circuito; R: 0,5A b)a potencia dissipada em cada resistor; R: 2W; 1W. c)a potencia de cada bateria, indicando se a energia é fornecida ou absorvida por cada bateria. R: P1=6W fornecida; P2=3W recebida 14)A corrente em um circuito de malha única com uma resistência R é de 5,0A. Quando uma resistência adicional de 0,2 é inserida em série com R, a corrente cai para 4,0A. Qual o valor de R? 15)O amperímetro (A) indicado no circuito é ideal. Os fios de ligação têm resistência desprazível. a)Indique na figura o sentido da corrente elétrica. b)Determine a intensidade da corrente elétrica indicada no amperímetro (A). R: 10A 16)A corrente em um circuito de malha única com uma resistência R é de 5,0A. Quando uma resistência adicional de 0,2 é inserida em série com R, a corrente cai para 4,0A. Qual o valor de R? 17)Na figura, determine a resistência equivalente entre os pontos D e E. 18) Através da lâmpada de uma pequena lanterna passa uma corrente de 300 mA quando ligada a uma bateria de 1; 5 V. (a) Qual é a resistência da lâmpada? (b) Se a bateria ficar fraca e a voltagem cair para 1,2 V, qual será a variação na corrente? 19) NaFig.,R1=100Ω, R2=50Ω e as fontes ideais têm forças eletromotrizes , vvv 4;5;6 321 . Deter mine (a) a corrente no resistor 1; (b) a corrente no resistor 2; (c) a diferença de potencial entre os pontos a e b. R: 50mA; -0,06A 9v 0,4 0,4 50,2 D E A 82R B 41R v121 v62 A 2 4 4 2 4 20V 20V 10V 50V 20) R: 3A; 10A; 13A; 1,5A; 7,5A. 21) Uma partícula alfa se desloca a uma velocidade v de intensidade igual a 550 m/s através de um campo magnético uniforme B de intensidade 0,045T. (uma partícula alfa possui uma carga de Cx 19102,3 e uma massa de )106,6 27kgx . O ângulo entre v e B é de 52º. Quais as intensidades: a)da força BF que atua sobre a partícula devido ao campo ; b)da aceleração da partícula devido a BF ? c)A velocidade escalar da partícula aumenta, diminui ou permanece igual a 550m/s? 22)Um elétron no tubo de uma câmara de TV está se movendo a smx /1020,7 6 em um campo magnético com intensidade de 83,0mT. a)Sem conhecer a direção e o sentido do campo, o que se pode dizer a respeito da maior e da menor intensidade da força que atua sobre o elétron divido ao campo? b)Em um ponto o elétron possui uma aceleração de intensidade igual a 214 /1090,4 smx . Qual o ângulo entre o vetor velocidade do elétron e o campo magnético? 23)Um próton viajando numa direção que faz um ângulo de 23,0º em relação à direção de um campo magnético de intensidade igual a 2,60mT experimenta a ação de uma força magnética de Nx 171050,6 . Calcule: a)a velocidade escalar do próton; b)a sua energia cinética em elétrons-volts. 24)Um elétron que possui velocidade dada por ^ 6 ^ 6 )/100,3()/100,2( jsmxismxv Se move através de um campo magnético .)15,0()030,0( ^^ jTiTB a)Determine a força sobre o elétron. b)Repita seus cálculos para um próton que tenha a mesma velocidade. 25) Que campo magnético uniforme, aplicado perpendicularmente a um feixe de elétrons se movendo a smx /103,1 6 é necessário para fazer com que os elétrons se desloquem em um arco circular de raio igual a 0,35m? 26) ) Uma partícula alfa ( )00,4,2 umeq se desloca em uma trajetória circular de raio igual a 4,50cm em um campo magnético uniforme com TB 20,1 . Calcule: a)a sua velocidade escalar; b)o seu período de revolução; c)a sua energia cinética em elétrons-volts; d)a diferença de potencial através da qual ela teria que ser acelerada para alcançar esta energia. 27) ) a)Determine a freqüência de rotação de um elétron com uma energia de 100eV em um campo magnético uniforme de T0,35 . b)Calcule o raio da trajetória deste elétron se o seu vetor velocidade for perpendicular ao campo magnético. 28) figura abaixo representa parte de um circuito elétrico e as correntes elétricas que atravessam alguns ramos deste circuito. Assinale a alternativa que indica os valores das correntes elétricas i1 e i2, respectivamente: a) 6A e 5A b) 4A e 5A c) 6A e 1A d) 5A e 1A e) 10A e 4ª 29)O amperímetro A indicado no circuito é ideal, isto é, tem resistência interna praticamente nula. Os fios de ligação têm resistência desprezível. A intensidade da corrente elétrica indicada no amperímetro A é de: a) 1,0 A b) 2,0 A c) 3,0 A d) 4,0 A e) 5,0 A 30) No circuito abaixo, um gerador de f.e.m. 8V, com resistência interna de 1Ω, está ligado a um resistor de 3 Ω. Determine: a) a ddp entre os terminais A e B do gerador. b) O rendimento do gerador
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