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Simétrico Pré-Universitário – Há 23 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 67 Questão 17 (UFRS) Duas cargas elétricas puntiformes, de mesma intensidade e sinais contrários, estão situadas nos pontos X e Y representados na figura. Entre quais dois pontos, indicados na figura, a diferença de potencial gerada pelas cargas é nula? Em outras palavras, indique dois pontos nessa figura que tenham potenciais elétricos iguais. a) O e R b) X e R c) X e Y d) P e Q e) O e Y R Y QP O X Questão 18 A figura mostra as linhas de força do campo elétrico coulombiano gerado por uma carga positiva Q = +4C no vácuo. As circunferências de raios 3m, 6m e 9m são superfícies equipotenciais desse campo. E A B C + Q O prof Renato Brito pergunta: a) Uma carga elétrica q = +5C foi abandonada em repouso no ponto A. Quanto valerá a sua Ecin ao passar pelo ponto C ? b) Se a massa da partícula vale m = 0,2 gramas, quanto valeria a sua velocidade ao passar pelo ponto C ? c) Se você tentar determinar essa velocidade usando a equação de Torricelli do MUV, não terá encontrará a resposta correta. Por que a equação de Torricelli não se aplica a esse cálculo? Questão 19 Uma partícula fixa, eletrizada com carga + 5 C, é responsável pelo campo elétrico existente numa determinada região do espaço. Uma carga de prova de +2 C e 0,25 g de massa é abandonada a 10 cm da carga fonte, recebendo desta uma força de repulsão. Determine: a) o trabalho que o campo elétrico realiza, para levar a carga de prova a 50 cm de distância da carga fonte; b) a velocidade da carga de prova, submetida exclusivamente ao campo citado, quando estiver a 50 cm da carga fonte. Atenção !!!! : Use K = 1 . 1010 N. m2 C2. Questão 20 (FEI-SP) Sendo VA, VB e VC os potenciais eletrostáticos de três pontos de uma linha de campo, com 0 < VA – VC < VB – VC, podemos afirmar que no sentido da linha de campo a ordem dos três pontos é: a) A, B e C b) B, A e C c) C, A e B d) B, C e A e) A, C e B Questão 21 (UFC 2001) A figura ao lado representa três condutores elétricos e algumas linhas de força entre eles. Se V1, V2 e V3 são os potenciais elétricos dos condutores, podemos afirmar, com certeza, que: a) V1 = V2 b) V3 > V2 c) V2 > V3 d) V3 > V1 e) V2 = V3 1 2 3 Dica: O potencial elétrico SEMPRE DIMINUI quando se caminha na mesma direção e sentido da flecha do campo elétrico E . Questão 22 (Uniceb-SP) No campo elétrico devido a uma carga puntiforme positiva Q, são dados os pontos A, B e C situados em esferas concêntricas com centro em Q. Uma carga de prova q, positiva, pode ser deslocada nesse campo. Podemos afirmar que o trabalho da força elétrica, quando q é deslocada entre dois desses pontos: B QC A a) tem módulo maior no percurso AC que no percurso BC b) é positivo no percurso BA c) é nulo no percurso AC d) é negativo no percurso AB e) em qualquer dos percursos, o trabalho depende da trajetória seguida pela carga q. Questão 23 (FCMSC-SP) As linhas de força de um campo elétrico são: a) perpendiculares às superfícies eqüipotenciais e dirigidas dos pontos de menor para os de maior potencial. b) perpendiculares às superfícies eqüipotenciais e dirigidas dos pontos de maior para os de menor potencial c) inclinadas em relação às superfícies eqüipotenciais. d) tangentes às superfícies. e) necessariamente retilíneas e suas direções nada têm que ver com as superfícies eqüipotenciais. Questão 24 A figura abaixo ilustra as superfícies equipotenciais do campo elétrico causado por uma carga fonte +Q puntiforme positiva. O prof Renato Brito pede para você marcar a opção correta: A B C a) Uma carga de prova positiva +q abandonada no ponto B, se moverá espontaneamente para o ponto C; Simétrico Pré-Universitário – Há 23 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 68 b) A energia potencial elétrica de uma carga elétrica negativa –q é maior quando ela é colocada em B do que quando ela é colocada em A. c) A força elétrica que uma carga +q sofre, quando colocada em A, é menor que ela sofreria se estivesse em C. d) Uma carga de prova positiva +q, abandonada no ponto B, se moverá espontaneamente para a esquerda; e) O campo elétrico em C é mais fraco que o campo elétrico em B. Questão 25 Com relação ao trabalho realizado pelo campo elétrico, quando abandonarmos uma carga elétrica em repouso nesse campo, ele: a) será sempre positivo b) será sempre negativo c) será sempre nulo d) será negativo, se a carga abandonada for negativa. e) será nulo, se a carga for abandonada sobre uma linha eqüipotencial. Questão 26 Com relação à uma carga elétrica abandonada em repouso em um campo elétrico, sob ação exclusiva da força elétrica, marque V verdadeiro ou F falso: a) a carga se moverá espontaneamente, independente do seu sinal elétrico; b) a sua energia cinética aumentará, independente do sinal da carga; c) a sua energia potencial elétrica diminuirá, independente do sinal da carga d) se a carga for positiva, ela se moverá em direção a potenciais elétricos cada vez menores; e) se a carga for negativa, ela se moverá em direção a potenciais elétricos cada vez maiores; f) o trabalho realizado pela força elétrica será necessariamente positivo, independente do sinal da carga elétrica. Questão 27 (UFF-RJ) Duas placas metálicas, planas e paralelas são conectadas aos bornes de uma bateria. Sejam 1 e 2 pontos no espaço entre as placas, conforme mostra a figura. Sobre os potenciais, V1 e V2, e as intensidades, E1 e E2, do campo elétrico nos pontos 1 e 2, respectivamente, pode-se afirmar que: a) V1 < V2 e E1 < E2 b) V1 < V2 e E1 > E2 c) V1 = V2 e E1 = E2 d) V1 > V2 e E1 = E2 e) V1 > V2 e E1 > E2 1 -+ 2 Questão 28 A figura mostra um campo elétrico uniforme de intensidade E = 400 V/m. O prof Renato Brito pergunta: a) Se adotarmos a referência de potencial nulo no ponto D (VD = 0V) , qual o potencial elétrico dos pontos C, B e A ? b) Uma carga negativa q = 10C foi colocada inicialmente no ponto C desse campo. Sua energia potencial elétrica, quando posicionada no ponto C, foi arbitrada como valendo EpotC = 100J. Qual energia potencial elétrica essa carga teria no ponto B ? E no ponto A ? E 1 cm 1 cm A C B D Questão 29 A figura mostra uma carga puntiforme de +2C em repouso imersa num campo elétrico uniforme de intensidade E = 4.108 V/m, numa posição onde armazena uma energia potencial elétrica de 20 J. Em seguida, a carga foi movida 3 cm para baixo e 4 cm para a esquerda. Qual a energia potencial elétrica armazenada pela carga em sua posição final ? a) 52 J b) –12 J c) 60 J d) 8 J e) 20 J E +q Dica: Veja questão 15 de classe Questão 30 (UFRS) Uma carga elétrica puntiforme positiva é deslocada ao longo dos três segmentos indicados na figura, AB , BC e CA , em uma região onde existe um campo elétrico uniforme, cujas linhas de força estão também representadas na figura. Assinale a alternativa correta. A B C E a) De A até B a força elétrica realiza sobre a carga um trabalho negativo. b) De A até B a força elétrica realiza sobre a carga um trabalho nulo. c) De A até B a força elétrica realiza sobre a carga um trabalho de módulo igual a lWCAl.cos, onde lWCA l é o módulo do trabalho realizado por esta força entre C e A. d) De B até C a força elétrica realiza sobre a carga um trabalho nulo. e) De B até C a força elétrica realiza sobre a carga um trabalho igual àquele realizado entre A e B. Questão 31 (UFRS) A figura representa linhas eqüipotenciais de um campo elétrico uniforme. Uma carga elétrica puntiforme positiva de 2,0 C é movimentada comvelocidade constante sobre cada um dos trajetos de A até B, de B até C e de A até C. Nessas condições, o trabalho necessário para movimentar a carga: a) de A ate B é nulo b) de B até C é nulo c) de A até C é igual ao de B até C. d) de A até B é igual ao de B até C. e) de A até B é maior do que de A até C. Simétrico Pré-Universitário – Há 23 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 69 A B C +10 V + 5V 0 V - 5 V - 10 V Pergunta: Uma carga elétrica positiva abandonada em repouso no ponto B se moveria espontaneamente em qual direção ? E se ela fosse negativa ? Questão 32 (Cesgranrio-RJ) Duas placas metálicas paralelas são ligadas aos terminais de uma bateria. Considere o caminho 1 – 2 – 3 – 4 – 1 no espaço entre as duas placas. O potencial elétrico varia ao longo do caminho, conforme o gráfico. + - 4 1 2 3 a) 1 2 3 4 1 V b) 1 2 3 4 1 V c) 1 2 3 4 1 V d) 1 2 3 4 1 V Questão 33 Numa experiência nos laboratórios do Simétrico, um estudante fez com que uma pequena esfera de massa m e carga elétrica q “levitasse” entre duas placas eletrizadas, conectadas a uma bateria que fornece tensão elétrica U. Se a distância entre as placas vale d e a aceleração da gravidade é g, então: a) q.U = m.g.d b) q.d = U.m.g c) q.U = d g.m d) d g.m U q e) E = g U Questão 34 (FM ABC-SP) No esquema representado abaixo, A e B são duas placas uniformemente eletrizadas, com cargas de sinais contrários. Entre as placas estabelece-se um campo elétrico uniforme, de intensidade E = 5 . 103 N/C. Um corpúsculo de massa m = 2 g é colocado num ponto entre as placas, ficando em equilíbrio. Admita a aceleração da gravidade igual a 10m/s2. A intensidade da força elétrica que atua sobre esse corpúsculo e sua carga elétrica vale, respectivamente: + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - q, m A B g a) F = 2.10–2 N; q = – 4 C b) F = 2,5. 10–5 N; q = – 0,4 C c) F = 2 . 10–2 N; q = + 4 C d) F = 2,5. 105 N; q = + 0,4 C e) F = 2,5. 10–1 N; q = – 0,4 C Questão 35 (U Mackenzie-SP) Uma carga elétrica q = 1 C e massa 0,5 g, colocada num campo elétrico uniforme de intensidade E, sobe com aceleração de 2 m/s2. Sendo g = 10 m/s2 a aceleração da gravidade local, podemos afirmar que a intensidade do campo elétrico é, em N/C: a) 500 b) 1000 c) 2000 d) 4000 e) 6000 q + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Dica: FR = m.g q.E ou FR = q.E m.g ? , FR = m.a A massa deve estar em grama ou kg ? Essa questão despreza a gravidade g, ou não ? Questão 36 Duas enormes placas planas paralelas foram conectadas aos terminais de uma bateria, ficando submetidas a uma diferença de potencial U. Se o prof Renato Brito duplicar a distância entre as placas, sem desconectar a bateria, pode-se afirmar que: +++++++++++++++ ------------------------- U Ed a) a diferença de potencial entre as placas se reduz à metade; b) a diferença de potencial entre as placas duplica; c) a carga elétrica de cada placa duplica; d) o campo elétrico entre as placas duplica; e) a carga elétrica se reduz à metade. Questão 37 Duas enormes placas planas paralelas foram conectadas aos terminais de uma bateria, ficando submetidas a uma diferença de potencial U. Se o prof Renato Brito reduzir a distância entre as placas à metade, após ter desconectado a bateria, pode-se afirmar que: Simétrico Pré-Universitário – Há 23 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 70 +++++++++++++++ ------------------------- U Ed a) a diferença de potencial entre as placas duplica; b) O campo elétrico entre as placas se reduz à metade; c) a carga elétrica de cada placa se reduz à metade; d) o campo elétrico entre as placas duplica; e) a diferença de potencial entre as placas se reduz à metade. Questão 38 Duas enormes placas planas paralelas foram conectadas aos terminais de uma bateria, ficando submetidas a uma diferença de potencial U. Para uma certa distância d entre as placas, o campo elétrico uniforme presente na região entre elas fez uma pequena esfera, de massa m e carga q, levitar (flutuar em equilíbrio) como mostra a figura. Se o prof Renato Brito reduzir a distância entre as placas à metade, pode-se afirmar que: +++++++++++++++ ------------------------- U E g d a) a diferença de potencial entre as placas duplica; b) a esfera passa a subir em movimento acelerado com aceleração a = g ; c) a esfera passa a subir em movimento acelerado com aceleração a = 2g ; d) a esfera passa a descer em movimento acelerado com aceleração a = g ; e) como o campo elétrico é uniforme, a força elétrica que atua sobre a esfera não se altera. Questão 39 A figura deste problema mostra duas grandes placas metálicas A e D e uma caixa metálica oca cujas faces B e C são paralelas às placas. Duas baterias, de 300 V cada uma, são ligadas às placas e à caixa, da maneira mostrada na figura. Considerando a placa A como nível de potencial (potencial nulo), indique, entre as afirmativas seguintes, aquelas que estão corretas: a) O campo elétrico entre A e B está dirigido de B para A e vale 1,5 x 104 V/m b) O campo elétrico entre B e C é nulo. c) O campo elétrico entre C e D está dirigido de C para D e vale 1,5 x 104 V/m d) Os potenciais das faces B e C são ambos iguais a 300 V. e) O potencial da placa D vale zero. 300 V 2 cmA B C D2 cm 300 V + + Questão 40 Um elétron, abandonado (em repouso) próximo à placa A, segue a trajetória mostrada na figura do problema anterior, passando através de pequenos orifícios existentes em B e C. Analise as afirmativas seguintes e indique aquelas que estão erradas: a) Entre A e B o movimento do elétron é retilíneo uniforme. b) Entre B e C a energia cinética do elétron não varia. c) Entre C e D o movimento do elétron é uniformemente retardado. d) Ao atingir a placa D a velocidade do elétron é nula. e) A velocidade do elétron aumenta continuamente desde A até D. Questão 41 A diferença de potencial entre duas grandes placas paralelas separadas de 2 x 10–2 m é de 12 V. Se uma partícula de massa m = 2 g e carga elétrica 10–8 C for abandonada na região entre as placas, com que aceleração ela se moverá, em m/s2 ? a) 3 x10–3 b) 2 x10–3 c) 3 x10–6 d) 2 x10–6 Dica: se a questão não falar nada sobre a gravidade g, é porque a questão está desprezando a gravidade (g = 0). Nesse caso, despreze o peso “m.g” da partícula. Questão 42 Um elétron de massa m e carga q foi acelerada por um campo elétrico, atravessando uma diferença de potencial U a favor do seu movimento. O prof Renato Brito pede para você determinar a velocidade final V atingida pelo elétron: a) ( 2.q.U / m )1/2 b) ( q.U / m )1/2 c) 2.( q.U / m )1/2 d) ( 2.q.m / U )1/2 Dica: veja a questão 20 de classe Questão 43 Elétrons emitidos com velocidade desprezível, a partir de um filamento aquecido, são acelerados por uma ddp U = 2000 V. A velocidade final atingida por eles vale, aproximadamente: a) A velocidade típica de um carro de Fórmula 1 b) A velocidade do som no vácuo c) 10% da velocidade da luz no vácuo d) A velocidade típica de vôo de um Boeing comercial e) A velocidade do som na água Dado: massa do elétron = 9 x 10–31 kg Semana 5 de 15 Assunto sugerido: Força Centrípeta, Óptica 4 (Lentes) REVISÃO SEMANAL PROGRAMADA Se você revisar um pouquinho a cada semana, não acumulará toda a revisão para a semana da véspera do vestibular, né verdade ? Questão 44 A figura representa um objeto metálico, isolado, eletrizado e em equilíbrio eletrostático, em que se distinguem as regiões A, B, C e D na superfície e E no interior. A B C D E Representandoos potenciais elétricos das mencionadas regiões, respectivamente, por VA, VB, VC, VD, e VE é correto afirmar que: Simétrico Pré-Universitário – Há 23 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 71 a) VA > VD > VC > VB > VE b) VE > VB > VC > VD > VA c) VE = 0 e VA = VB = VC = VD 0 d) VA = VB = VC = VD = VE 0 e) VE > VA > VD Questão 45 (PUC-SP) Um condutor carregado, afastado de outros condutores, é dotado de uma ponta. Em comparação às demais regiões do condutor, a região próxima ao ponto P da ponta: a) tem mais volts . b) tem menos volts. c) tem mais coulombs d) tem menos coulombs e) tem mais coulombs por metro quadrado P Questão 46 A figura representa uma esfera metálica eletrizada com uma carga positiva Q, em equilíbrio eletrostático. A respeito da intensidade do campo elétrico E e do potencial elétrico V nos pontos indicados, podemos afirmar que: 1 3 2 5 4 + + + + + ++ + + + + 01) E1 = E2 = E3 = E4 = E5 = 0 02) V1 = V2 = V3 = V4 = V5 > 0 04) E1 < E5 e V1 < V5 08) V1 = V2 = V3 = V4 = V5 = 0 16) E1 = E2 = E3 = E4 = 0 32) E5 > 0 Dê como reposta a soma dos números associados às afirmações corretas. Questão 47 (UFRS) A figura representa uma superfície esférica condutora carregada positivamente e dois pontos A e B, ambos no plano da página. Nessa situação, pode-se afirmar que: + + + + + ++ + + ++ + A B a) o potencial em B é maior do que em A. b) um elétron em A tem maior energia potencial elétrica do que em B. c) o campo elétrico no ponto A é mais intenso do que no ponto B. d) o potencial em A é igual ao potencial em B. e) o trabalho realizado para deslocar um elétron de A para B com velocidade constante é nulo. Pergunta: o que mudaria, se a superfície condutora estivesse eletrizada negativamente ? Questão 48 Duas esferas metálicas 1 e 2, de raios R1 e R2 , sendo R1 > R2 , estão ambas eletrizadas positivamente. Ligam-se as esferas por meio de um fio condutor. Após ser atingido o equilíbrio eletrostático, designemos por Q1 e Q2 as cargas em cada esfera e V1 e V2 os potenciais de cada uma. Podemos afirmar que: a) V1 > V2 e Q1 > Q2 b) V1 > V2 e Q1 = Q2 c) V1 = V2 e Q1 > Q2 d) V1 = V2 e Q1 = Q2 e) V1 < V2 e Q1 = Q2 + + ++ ++ + + + + + ++ + + + 1 2 Questão 49 (FM ABC-SP) Duas esferas metálicas A e B, de raios 3R e R, estão isolados e em equilíbrio eletrostático. Ambas estão eletrizadas com cargas positivas 6Q e Q, respectivamente. Interligando-as com fio metálico, podemos afirma que: a) os elétrons vão de B para A. b) os elétrons vão de A para B. c) cargas positivas movimentar-se-ão de A para B. d) não há passagem de cargas elétricas. e) cargas positivas movimentar-se-ão de B para A. Dica: Quem é maior, VA ou VB ? Elétrons, espontaneamente, se movem para em direção a potenciais maiores ou menores ? 3R +6Q A R +Q B Pergunta: Para que a resposta fosse letra d, a carga inicial da esfera B deveria ser quanto ? Questão 50 Seja um condutor metálico representado pela união entre duas esferas metálicas A e B, de raios RA e RB (com RB = 2.RA) eletrizados com cargas QA e QB. Sejam A e B as densidades superficiais de cargas das extremidades A e B do condutor. De acordo com seus conhecimentos sobre o Poder das Pontas em superfícies metálicas em Equilíbrio Eletrostático, assinale a alternativa correta: RB Condutor de Metal Modelo simplificado usando esferas RA A B a) B = 2.A e QB = 2.QA b) B = 2.A e QA = 2.QB c) A = 2.B e QA = 2.QB d) A = 2.B e QB = 2.QA Dica: Leia a página 57, Entendendo Matematicamente o Poder das pontas. Questão 51 Três esferas condutoras de raios 10 cm, 30 cm e 60 cm têm potenciais elétricos respectivamente +120 V, +60 V e –30 V. Interligando-se essas esferas entre si através de fios condutores, elétrons fluirão através dos condutores até que todas as esferas atinjam um mesmo potencial elétrico de equilíbrio VF. Determine VF . Dica: Veja questão 25 de classe Questão 52 (UFMG) Atrita-se um bastão com lã de modo que ele adquire carga positiva. Aproxima-se então o bastão de uma esfera metálica com o objetivo de induzir nela uma separação de cargas. Essa situação