LISTA 2 - Eletromagnetismo - A2-1- Drive

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LISTA 2 – ELETROMAGNETISMO- A2-1 
 
Olá, alunos(as)! 
 
Os seguintes exercícios devem ser entregues, como Atividade Avaliativa (individual): 
 
LISTA 2 – 
 
Exercícios: 2, 3, 4, 10, 11, 18, 19, 21, 25 e 27. 
 
Valor da atividade: 10,0 pontos 
 
Não precisa copiar os enunciados dos exercícios, mas os exercícios devem ser apresentados na ordem 
da lista e feitos à mão. Você deve postar um único arquivo em PDF no Ulife. 
 
 
Bons estudos!!! 
 
Elisete Cunha 
 
 
 
ELETROSTÁTICA 
 
 
1. Duas pequenas esferas separadas por uma distância igual a 20,0 cm possuem cargas iguais. Quantos 
elétrons em excesso devem estar presentes em cada esfera para que o módulo da força de repulsão entre 
elas seja igual a 4,57x10-21 N? 
 
 
2. Duas esferas metálicas, que podem ser consideradas como cargas puntuais, foram eletrizadas com 
cargas de mesmo sinal e mesmo módulo Q. Estas duas esferas foram acopladas a sensores de força e 
ligadas a um computador. O computador, a partir da leitura dos sensores, produziu o gráfico a seguir, que 
mostra como varia a força elétrica em função da distância entre estas duas esferas. 
 
A partir da análise do gráfico, pode-se dizer 
que os valores da força F1 (mostrado no 
gráfico) e da carga Q valem, respectivamente: 
 
a) 7,1 x106 N e 4,0 x10-3 C. 
b) 7,1 x106 N e 8,9 x10-3 C. 
c) 14,4 x106 N e 8,9 x10-3 C. 
d) 14,4 x106 N e 4,0 x10-3 C. 
 
 
 
 
3. Três cargas puntiformes estão localizadas no eixo Ox de um sistema de coordenadas. A carga q1 = 1,0 
nC está localizada a 2,0 cm da origem, a carga q2 = –3,0 nC está localizada a 4,0 cm da origem e a carga q3 
= 5,0 nC está localizada na origem. Qual é a força total exercida sobre a carga q1? 
 
 
 
4. A figura mostra um elétron (e-) na presença de dois prótons (p). (a) 
Determine a força elétrica que o próton 1 exerce sobre o elétron. (b) 
Determine a força elétrica que o próton 2 exerce sobre o elétron. (c) 
Esboce o vetor força resultante que atua sobre o elétron, devido à 
interação com os dois prótons. (d) Determine módulo, direção e sentido 
da força elétrica resultante sobre o elétron. Dados: d = 2 cm, D = 4 cm. 
 
 
 
5. Em uma região onde existe um campo elétrico, um próton abandonado no ponto A parte do repouso e 
move-se ao longo de uma linha reta até um ponto B. 
Sobre essa região pode-se afirmar que: 
 
a) O sentido do campo elétrico é de B para A. 
b) O sentido da força elétrica sobre o próton é de A para B. 
c) O ponto B possui potencial elétrico maior do que o ponto A. 
d) Um elétron nessa região mover-se-ia também de A para B. 
 
 
6. Uma carga elétrica cria um campo elétrico no espaço à sua volta. Quando mais de uma carga elétrica 
se encontra em uma região do espaço, o campo elétrico em um determinado ponto é a soma dos campos 
criados por cada carga. Considere as figuras I e II a seguir, em que cargas elétricas positivas e negativas, 
de mesmo módulo Q, se encontram posicionadas nos vértices de dois quadrados. O ponto P é o centro 
geométrico dos quadrados. 
 
A respeito dessas distribuições de cargas, duas 
estudantes, Márcia e Carla, fizeram as seguintes 
afirmativas: 
 
Márcia: O campo elétrico é nulo no ponto P da figura I. 
Carla: O campo elétrico é nulo no ponto P da figura II. 
 
Pela análise das figuras pode-se dizer que: 
 
a) apenas Márcia está correta. 
b) apenas Carla está correta. 
c) ambas as estudantes estão corretas. 
d) nenhuma das estudantes está correta. 
 
7. Analise o campo elétrico nos pontos P e R, mostrados na figura, e assinale a proposição verdadeira. 
 
 
 
a) O campo elétrico no ponto P aponta horizontalmente para a direita. 
b) O campo elétrico no ponto P tem o mesmo sentido que o campo elétrico no ponto R. 
c) O campo elétrico no ponto R pode ser igual a zero, dependendo das intensidades das cargas Q2 e –Q3. 
d) O campo elétrico no ponto R, causado pela carga –Q3, tem sentido oposto ao do campo elétrico no 
ponto P. 
 
 
8. A distância entre duas cargas puntiformes é de 25,0 
cm, como mostra a figura abaixo. (a) Determine o campo 
elétrico total que essas cargas produzem no ponto A. (b) 
Qual seria o módulo, direção e sentido da força elétrica 
que esse conjunto de cargas produziria sobre um próton 
no ponto A? 
 
 
9. No Exercício 8, foi calculado o campo elétrico total no ponto A. Agora, (a) determine o campo elétrico 
total que essas cargas produzem no ponto B. (b) Qual seria o módulo, direção e sentido da força elétrica 
que esse conjunto de cargas produziria sobre um elétron no ponto B? 
 
 
 
10. O dipolo elétrico, mostrado na figura abaixo, é formado 
pelas cargas puntiformes q1 = +12 nC e q2 = –12 nC, que 
possuem uma distância igual a 0,10 m entre elas. (a) Determine 
o módulo do campo elétrico criado por q1 e o módulo do campo 
elétrico criado por q2, no ponto c. (b) Esboce o vetor campo 
elétrico resultante no ponto c. (c) Determine módulo, direção 
e sentido do campo elétrico resultante no ponto a, localizado 
em x = 6,0 cm. (d) Determine módulo, direção e sentido do 
campo elétrico resultante no ponto b, localizado em x = –4,0 
cm. 
 
 
ELETRODINÂMICA 
 
11. Um estudante encontrou 30 m de fio, com 2,05 mm de diâmetro. Usando um ohmímetro (instrumento 
que mede resistência elétrica) verificou que sua resistência era de 0,25 Ω. Fazendo o cálculo necessário e 
conhecendo os dados a seguir, o estudante concluiu que o fio era de que material? 
Dados: ρcobre=1,72x10-8 Ω.m e ρalumio=2,75x10-8 Ω.m. 
 
 
 
12. Aplica-se uma ddp nos terminais de um resistor e mede-se a intensidade da corrente elétrica que o 
atravessa. As medidas obtidas são apresentadas no gráfico da figura abaixo. 
 
a) O resistor é ôhmico? Justifique a sua resposta. 
b) Determine a resistência elétrica do resistor. 
c) Qual a ddp nos terminais do resistor quando 
percorrido por corrente de intensidade 1,6 A. 
 
 
 
 
 
 
13. Quando a chave S da figura ao lado está aberta, o voltímetro conectado na bateria lê 3,08 V. 
Quando a chave está fechada, um voltímetro mede 2,97 V e o amperímetro indica 1,65 A. Calcule a 
fem, a resistência interna da bateria e a resistência R do circuito. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14. Determine a resistência equivalente das seguintes associações de resistores: 
 
 
 
 
 
 
 
f) e) 
15
Ω
10Ω
20Ω
a
b
c
 
 
 
 
 
15. No circuito indicado na figura ao lado, a tensão através do 
resistor de 2,0 Ω é de 12,0 V. Indique a fem da bateria e a 
corrente que passa pelo resistor de 6,0 Ω. 
 
 
 
 
 
 
16. Uma combinação triangular de resistores é indicada na figura 
abaixo. Qual é a corrente que essa combinação consumirá de uma 
bateria de 35,0 V com resistência interna desprezível, quando ela é 
conectada através de (a) ab; (b) bc; (c) ac? 
 
17. Entre os pontos A e B do circuito ao lado 
é aplicada uma tensão de 60 V. (a) Determine 
a intensidade de corrente no resistor de 10 Ω. 
(b) Qual é a tensão entre os extremos do 
resistor de 6 Ω? 
 
 
 
 
 
18. Duas lâmpadas idênticas devem ser conectadas a uma fonte de fem ε = 8 V e resistência interna 
desprezível. Cada lâmpada possui resistência de 2 Ω. Calcule a corrente e a diferença de potencial em 
cada lâmpada, supondo as lâmpadas ligadas (a) em série; (b) em paralelo. (c) Em qual das duas ligações 
as lâmpadas possuem mais brilho? Justifique. 
 
 
 
19. No circuito mostrado na figura, a taxa de dissipação de 
energia elétrica em R1 é igual a 20,0 W. (a) Determine R1. (b) 
Qual é a fem da bateria? (c) Ache a corrente que passa pelo 
resistor de 10,0 Ω e por R2. (d) Determine R2. (e) Calcule o 
consumo total de energia elétrica em todos os resistores e a 
energia fornecida pela bateria. A energia é conservada? 
 
 
 
20. Uma torradeira de 1800 W, uma frigideira de 1,3 kW e uma lâmpada de 100 W são ligadas a um mesmo 
circuito, de 120 V e com fusível de 20 A. (a) Qual é a corrente que atravessa cada dispositivo e qual é a 
resistência de cada um deles? (b) Essa combinação fará o fusível se queimar? Justifique. (c) Se a resposta 
em (c) for sim, seria recomendável que o fusível fosse trocado por outrode 40 A? Justifique. 
 
 
 
 
 
21. No circuito da figura ao lado, calcule: 
a) a corrente no resistor de 3,0 Ω; 
b) a fem ε1 e ε2; 
c) a resistência R. 
 
 
 
 
 
 
22. Na figura abaixo, R1 = 100 Ω, R2 = 50 Ω e as 
fontes ideais têm forças eletromotrizes ε1= 6,0 V, 
ε2= 5,0 V e ε3= 4,0 V. Determine (a) a corrente no 
resistor 1; (b) a corrente no resistor 2; (c) a 
diferença de potencial entre os pontos a e b. 
 
 
 
 
 
 
 
ELETROMAGNETISMO 
 
23. Certo ímã A possui um campo magnético duas vezes mais intenso do que o de outro ímã B (a certa 
distância), e com isso atrai o ímã B com 50 N de força. Com qual valor de força o ímã B atrai o ímã A? 
 
a) Com uma força de 50 N. 
b) Com uma força de 100 N. 
c) Com uma força maior que 50 N. 
d) Com uma força menor que 50 N. 
e) Faltam dados para calcular o valor dessa força. 
 
 
 
24. Em determinado experimento, um fluxo de gás ionizado (íons positivos e elétrons) passa, com 
velocidade v, através de um campo magnético intenso B. A ação da força magnética desvia essas 
partículas para eletrodos metálicos distintos, gerando, entre eles, uma diferença de potencial elétrico 
capaz de alimentar um circuito externo. O esquema do experimento apresenta a direção do fluxo do gás, 
os polos do imã gerador do campo magnético e quatro eletrodos coletores dos íons e dos elétrons, como 
mostrado abaixo. 
 
 
 
Nessas condições, pode-se afirmar que os íons e os elétrons são desviados, respectivamente, para os 
eletrodos: 
 
a) IV e II. 
b) III e I. 
c) II e IV. 
d) I e III. 
 
 
25. A representação esquemática, apresentada ao lado, em que um feixe de elétrons viaja em direção a 
uma tela com velocidade v. Na ausência de campos elétricos e magnéticos, os elétrons atingem o ponto 
central da tela, como mostra a figura. 
 
 
 
Agora, considere que são colocados dois ímãs (M e L) e duas placas eletrizadas (J e K) ao longo do trajeto 
por onde passa esse feixe de elétrons. A interação dos elétrons com o campo magnético, gerado pelos 
ímãs, e com o campo elétrico, gerado pelas placas, faz com que eles atinjam a tela na região 2, como 
mostra a figura a seguir. 
 
 
 
 
 
Para que os elétrons atinjam a tela na região 2 é necessário que a placa J esteja eletrizada 
______________ e a placa K esteja eletrizada ______________ e que a região X do ímã L seja um polo 
______________ e a região Y do ímã M seja um polo ______________. 
 
 
Das alternativas a seguir, assinale aquela que apresenta a sequência correta para o preenchimento das 
lacunas da frase acima. 
 
 
a) negativamente – positivamente – norte – sul 
b) negativamente – positivamente – sul – norte 
c) positivamente – negativamente – norte – sul 
d) positivamente – negativamente – sul – norte 
 
26. Marcelo encontrou, em um laboratório didático de física, um tubo de descarga muito antigo, sem a 
especificação do tipo de partícula que se move no interior do mesmo. Tubos de descarga são tubos de 
vidro, com dois eletrodos metálicos nas extremidades (J e K nas figuras abaixo) que, quando conectados 
a uma fonte de alta tensão, um feixe de partículas se desloca de um eletrodo ao outro. A interação das 
partículas com uma tela fluorescente deixa marcada a trajetória das partículas na tela (veja a figura I 
abaixo). Esses tubos foram muito utilizados nos estudos sobre descargas elétricas em gases rarefeitos na 
última metade do século XVIII. 
 
A fim de descobrir o tipo de partícula que se desloca no interior do tubo encontrado, Marcelo colocou 
esse tubo em uma região com um campo magnético uniforme B, orientado como na figura II abaixo 
(entrando no plano da folha de papel). O resultado foi o desvio do feixe conforme mostrado na mesma 
figura. 
 
 
 
 
 
Com base no resultado observado é correto afirmar que as partículas que se movem no tubo são 
 
a) íons positivos, apenas se a extremidade J do tubo for positiva e a K for negativa. 
b) íons negativos, apenas se a extremidade J do tubo for negativa e a K for positiva. 
c) nêutrons, apenas se a extremidade J do tubo for negativa e a K for positiva. 
d) elétrons, apenas se a extremidade J do tubo for positiva e a K for negativa. 
 
 
 
 
27. Uma barra de cobre retilínea conduz uma corrente de 50,0 A de oeste para leste em uma região onde 
existe um campo magnético no plano horizontal orientado para nordeste (ou seja, considerando uma 
rotação de 45º do leste pra norte), com módulo igual a 1,20 T. (a) Determine o módulo, direção e sentido 
da força magnética que atua sobre uma seção de 1,0 m da barra. (b) Mantendo-se a barra no plano 
horizontal, como ela deve ser orientada para que o módulo da força seja máximo? Qual é o módulo da 
força nesse caso? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
28. Um fio longo que transporta uma corrente de 4,50 A faz duas dobras de 90o, como indica a figura. A 
parte dobrada do fio atravessa um campo magnético uniforme de 0,240 T, orientado como indica a figura 
e confinado a uma região limitada no espaço. Determine o módulo, a direção e o sentido da força que o 
campo magnético exerce sobre o fio. 
 
 
 
 
28. (FUNREI adaptada) – Quatro bússolas, dispostas como na figura ao lado, apontam inicialmente para o 
polo norte geográfico. A parte mais escura das bússolas aponta para o Norte. Um fio é colocado 
perpendicularmente ao plano do papel, bem no meio das quatro bússolas. 
 
Ao se fazer passar pelo fio uma corrente elétrica contínua e muito 
intensa, no sentido do plano do papel para a vista do leitor, ou seja, 
como se a corrente estivesse saindo do plano do papel, permanece 
praticamente inalterada, em equilíbrio estável: 
 
a) a posição da bússola D 
b) a posição da bússola C 
c) a posição da bússola B 
d) a posição da bússola A 
 
 
 
30. A figura representa dois fios retilíneos e longos, (1) e (2), mostrados em corte, percorridos por 
correntes elétricas i1 e i2, perpendiculares à folha de papel. Sabendo que a distância do ponto A até (2) é 
menor que a distância do ponto A até (1), o campo magnético no ponto A só poderá ser nulo se i1 e i2 
forem tais que: 
 
a) i1 > i2 e tiverem ambos o mesmo sentido. 
b) i1 < i2 e tiverem sentidos opostos. 
c) i1 = i2 e tiverem ambos o mesmo sentido. 
d) i1 > i2 e tiverem sentidos opostos. 
e) i1 = i2 e tiverem sentidos opostos. 
 
 
 
 
GABARITO: 
 
1. 890 elétrons. 
2. d 
3. 1,8x10-4 N, horizontal para direita. 
4. (a) 5,8x10-25 N, vertical p/ baixo; (b) 1,4x10-25 N, horizontal p/ direita; (d) 6,0x10-25 N, 283,6° do eixo +x. 
5. b 
6. a 
7. d 
8. (a) 8,75x103 N/C, horizontal p/ direita; (b) 1,40x10-15 N, horizontal p/ direita. 
9. (a) 6,54x103 N/C, horizontal p/ direita; (b) 1,05x10-15 N, horizontal p/ esquerda. 
10. (a) E1=6,39x103 N/C; E2=6,39x103 N/C; (c) 9,75x104 N/C, horizontal para direita; (d) 6,20x104 N/C, horizontal para esquerda. 
11. Alumínio 
12. (a) Sim; (b) 4,5 Ω; (c) 7,2 V 
13. 3,08 V; 0,067 Ω; 1,8 Ω. 
14. (a) 9,3 Ω; (b) 34 Ω; (c) 30 Ω; (d) 1 Ω; (e) 15 Ω; (f) 101 Ω 
15. 18 V e 3 A 
16. (a) 3,5 A; (b) 4,5 A; (c) 3,15 A 
17. (a) 2 A; (b) 24 V 
18. (a) I1=I2=2 A; V1=V2=4 V; (b) I1=I2=4 A; V1=V2=8 V; (c) Paralelo. 
19. (a) R1=5Ω; (b) 10 V; (c) 1 A e 0,5 A; (d) R2=20Ω; (e) 35 W e 35 W. Sim. 
20. (a) Torradeira: 15 A e 8 Ω; Frigideira: 10,8 A e 11,1 Ω; Lâmpada: 0,83 A e 144,6 Ω (b) Sim, porque a corrente total no circuito 
é 26,6 A. (c) Não, porque a função do disjuntor é proteger o circuito contra sobrecarga. 
21. (a) 8 A; (b) 36 V e 54 V; (c) 9 Ω 
22. (a) 0,05 A; (b) 0,06 A; (c) 9 V 
23. a 
24. d 
25. c 
26. b 
27. (a) 42,4 N, vertical para cima; (b) 60 N, vertical para cima. 
28. 0,7 N, a 296,6° em relação ao eixo +x. 
29. d 
30. a