Física - Livro 1-217-220

Prévia do material em texto

F
R
E
N
T
E
 2
217
11 FCMSC As linhas de força de um campo elétrico são:
A perpendiculares às superfícies equipotenciais e di-
rigidas dos pontos de menor potencial para os de
maior potencial.
 perpendiculares às superfícies equipotenciais e dirigi-
das dos pontos de maior para os de menor potencial.
C inclinadas em relação às superfícies equipotenciais.
d tangentes às superfícies equipotenciais.
 necessariamente retilíneas e suas direções nada
têm a ver com as superfícies equipotenciais.
12 Unip A respeito das linhas de força de um campo ele-
trostático, assinale a opção falsa.
A À medida que caminhamos ao longo da linha de força
e no seu sentido, o potencial elétrico vai diminuindo.
 As linhas de força não podem ser fechadas.
C As linhas de força encontram perpendicularmente
as superfícies equipotenciais.
d No interior de um condutor em equilíbrio eletrostá-
tico não existem linhas de força.
 A linha de força pode “nascer” e “morrer” em um
mesmo condutor em equilíbrio eletrostático.
13 Cefet Sobre a superfície equipotencial, definida como
lugar geométrico do espaço formado por pontos de
um mesmo potencial elétrico, podemos afirmar que a
alternativa errada é:
A Todos seus pontos apresentam potenciais iguais,
pela própria definição.
 O trabalho para movimentar uma partícula eletriza-
da sobre ela é nulo, pois a força elétrica sobre ela
é normal à trajetória.
C As linhas de força são sempre perpendiculares à
superfície equipotencial.
d Duas superfícies equipotenciais de potenciais dife-
rentes se interceptam em apenas um único ponto
do espaço.
 Uma carga puntiforme isolada tem superfícies
equipotenciais, que são superfícies esféricas con-
cêntricas à carga que as gera.
Este enunciado refere-se às questões 14 e 15.
Ao se mapear uma região do espaço onde existe um
campo elétrico produzido por uma determinada distri-
buição de carga, encontrou-se o seguinte conjunto de
linhas de força:
A B C
V
A
V
B
V
C
E
14 A respeito das intensidades do campo elétrico nos
pontos A, B e C, podemos afirmar que:
A E
A
= E
B
 E
A
> E
B
C E
A
> E
C
d E
B
> E
C
 E
A
= E
C
força externa Fext. Sendo assim, qual o trabalho, em
quilojoules, realizado pela força Fext no deslocamento
da partícula do ponto A até o ponto B?
A −0,28
 +0,28
C −0,56
d +0,56
 −0,85
8 Cesesp Na figura a seguir, a placa A é aquecida libe-
rando elétrons com velocidades muito pequenas,
praticamente nulas. Devido à bateria de 12 volts, es-
ses elétrons são acelerados para a placa B.
12 V
+
e
–
vA B
A velocidade dos elétrons, ao atingirem a placa, será
aproximadamente (em m/s):
Dado para o elétron: = ⋅
e
m
1,7 10 C /Kg
11
A 2,0 · 104
 5,0 · 107
C 2,0 · 106
d 3,0 · 108
 4,0 · 105
9 Vunesp Uma partícula de carga q positiva e massa
m, tal que m/q = 1,0 · 10–8 kg/C, penetra, perpendi-
cularmente, com velocidade v0 = 4,0 · 10
5 m/s, por um
orifício, entre duas placas planas e paralelas (ver figu-
ra). As placas estão submetidas aos potenciais V1 e V2,
com V2 > V1, separadas por uma distância d. Qual deve
ser a diferença de potencial DV = V2 – V1, para que a
partícula chegue na placa 2 com velocidade nula?
V
0
V
1
d
V
2
10 Uma superfície equipotencial de um campo elétrico é
um local do espaço onde todos os pontos estão a um
mesmo potencial elétrico. Afirma-se, corretamente,
que o trabalho desenvolvido para uma carga livre ir de
um ponto a outro ao longo de uma destas superfícies
é nulo porque:
A o campo elétrico é sempre perpendicular às super-
fícies equipotenciais.
 a força elétrica é, nestes casos, nula.
C o deslocamento de uma superfície inexiste.
d a diferença de potencial entre dois pontos de uma
superfície equipotencial é sempre constante e di-
ferente de zero.
 uma linha de campo está sempre inteiramente con-
tida em uma superfície equipotencial.
FÍSICA Capítulo 3 Potencial elétrico218
15 A respeito dos potenciais VA, VB e VC das equipoten-
ciais que passam pelos pontos A, B e C, podemos
afirmar que:
A V
A
= V
B
B V
A
> V
C
C V
C
> V
B
D V
B
> V
A
E V
C
> V
A
16 UEPG 2017 O comportamento de uma carga elétrica
de prova de 1,2 · 10
-8
C, situada no vácuo, está repre-
sentado no diagrama (Ep × d), em que Ep é a energia
potencial e d é a distância do ponto considerado até
a carga elétrica geradora do campo elétrico. Assinale
o que for correto.
01 O campo e o potencial elétrico gerados pela carga
de prova são grandezas escalares.
02 O potencial elétrico independe da carga de prova.
Ele é função da carga geradora, do meio em que
esta se encontra e da distância do ponto conside-
rado até a carga elétrica geradora.
04 O potencial elétrico para uma distância de 4 cm
será de 12 500 V.
08 O valor da carga elétrica geradora é de aproxima-
damente 55,6 · 10
−9
C.
16 Para 50 cm de distância, o potencial elétrico será
de 1 000 V.
Soma:
Se necessário, utilize:
constante eletrostática k0  = 9 · 10
9
 N ∙m
2
/C
2
.
17 Unirio A figura a seguir mostra duas cargas elétricas
puntiformes Q1 = + 10
-6
 C e Q2 = -10
-6
 C localiza-
das nos vértices de um triângulo equilátero de lado
d = 0,3 m. O meio é o vácuo, cuja constante eletros-
tática é k0 = 9  10
9
 N m
2
/C
2
. O potencial elétrico e a
intensidade do campo elétrico resultantes no ponto P
são, respectivamente:
P
d d
d
Q
1
Q
2
A 0 V; 10
5
 V/m
B ⋅0 V; 3 10 V/m
5
C ⋅ ⋅3 10 V; 3 10 V/m
4 5
D 6  10
4
 V; 10
5
 V/m
E 6  10
4
 V; 2  10
5
 V/m
18 UFPE A figura a seguir mostra duas cargas iguais
q = 1,0     10
-11
 C, colocadas em dois vértices de um triân-
gulo equilátero de lado igual a 1 cm. Qual o valor, em
Volts, do potencial elétrico no terceiro vértice do triân-
gulo (ponto P)?
Dado: K0 = 9  10
9
 N m
2
/C
2
.
P
q
q
19 Mackenzie Uma partícula eletrizada com carga q = 1 mC
e massa 1 g é abandonada em repouso, no vácuo
(K
0
= 9  109 N  m2/C2), num ponto A distante 1,0 m de
outra carga Q = 25 mC, fixa.
Q = 25 µC A B
1,0 m 1,0 m
A velocidade da partícula, em m/s, quando passa pelo
ponto B, distante 1,0 m de A é:
A 1 B 5 C 8 D 10 E 15
20 UFV Na figura a seguir estão representadas algumas
linhas de força do campo criado pela carga Q. Os pon-
tos A, B, C e D estão sobre circunferências centradas
na carga. Assinale a alternativa falsa.
Q
B
A
C
D
A Os potenciais elétricos em A e C são iguais.
B O potencial elétrico em A é maior do que em D.
C Uma carga elétrica positiva colocada em A tende a
se afastar da carga Q.
D O trabalho realizado pelo campo elétrico para des-
locar uma carga de A para C é nulo.
E O campo elétrico em B é mais intenso do que em A.
21 Uece 2017 Considere a energia potencial elétrica ar-
mazenada em dois sistemas compostos por: (i) duas
cargas elétricas de mesmo sinal; (ii) duas cargas de
F
R
E
N
T
E
 2
F
R
E
N
T
E
 2
219
sinais opostos. A energia potencial no primeiro e no
segundo sistema, respectivamente,
A diminui com o aumento da distância entre as car-
gas e aumenta se a separação cresce.
B aumenta com a distância crescente entre as cargas
e diminui com a redução da separação.
C diminui com a distância decrescente entre as car-
gas e não depende da separação.
D aumenta com a distância crescente entre as cargas
e não depende da separação.
22 UEPG 2018 Uma carga elétrica puntiforme de 2 · 10
−6
 C,
no vácuo, situa-se na origem de um sistema de referen-
cial inercial. Uma carga teste de −3 · 10
−6
 C é utilizada
para estudar as propriedades elétricas da região próxi-
ma à primeira carga. Considerando um ponto A situado
a 20 cm da origem e um ponto B situado a 10 cm da
origem, assinale o que for correto.
01 O campo elétrico no ponto A é 4,5 · 10
5
N/C.
02 O potencial elétrico no ponto B é 180 kV.
04 O trabalho realizado pela força elétrica na carga
teste depende do caminho percorrido entre os
pontos A e B.
08 Se a carga teste é largada a partir do repouso
quando ela se encontra no ponto A, a variação da
sua energia cinética quando ela se encontra no
ponto B é 0,54 J.
16 Sea carga teste é mantida em repouso no ponto A,
o módulo da força entre as duas cargas é 1,35 N.
Soma:
Se necessário, utilize:
constante eletrostática k0  = 9 · 10
9
 N∙m
2
/C
2
.
23 PUC-PR 2017 Um sistema de cargas pontuais é formado
por duas cargas positivas+q e uma negativa –q, todas de
mesma intensidade, cada qual fixa em um dos vértices
de um triângulo equilátero de lado r. Se substituirmos a
carga negativa por uma positiva de mesma intensidade,
qual será a variação da energia potencial elétrica do sis-
tema? A constante de Coulomb é denotada por k.
A 2kq
2
/r
B –2kq
2
/r
C –4kq
2
/r
D 4kq
2
/r
E kq
2
/r
24 Numa região onde o meio é o vácuo, são colocadas
duas partículas eletrizadas, com cargas de +5,0 mC
e –3,0 mC, em dois pontos A e B, respectivamente.
Sabe-se que a distância entre os dois pontos é de
2,0 m e que o valor da constante eletrostática do
vácuo é 9,0  109 unidades do SI. Determine:
a) a intensidade do campo elétrico do ponto M, mé-
dio, do segmento AB;
b) o valor do potencial no ponto M;
c) a intensidade da força que apareceria numa carga
de prova de +2,0 mC, se a mesma fosse colocada
no ponto M;
d) a energia potencial elétrica adquirida pela referi-
da carga de prova, em M.
25 Nos vértices A e B do triângulo equilátero representa-
do a seguir, foram fixadas duas partículas eletrizadas
com cargas QA = + 6,0 mC e QB = –4,0 mC.
C
2 m 2 m
2 m
Q
A
Q
B
Considerando a constante eletrostática do meio igual
a 1,0  1010 N·m2/C2, determine:
a) o potencial elétrico resultante no vértice C;
b) a energia potencial elétrica armazenada no sistema;
c) a energia potencial adquirida por uma carga de
prova q = +2,0 mC, ao ser colocada no vértice C.
26 Num meio de constante eletrostática igual a
9,0   10 9 N·m2/C2, são colocadas duas cargas pun-
tiformes Q
A
 e Q
B
 distantes 40 cm uma da outra.
Sabe-se que a carga Q
A
 é positiva, enquanto Q
B
é negativa. Sabe-se, ainda, que, no ponto médio
de AB, o campo elétrico resultante tem intensida-
de igual a 1,8  10 3 N/C e o potencial elétrico vale
-90 V. Determine os valores de Q
A
 e Q
B
.
27 Mackenzie Num ponto A do universo, constata-se
a existência de um campo elétrico de intensidade
9,0   10 5 N/C, devido exclusivamente a uma carga
puntiforme Q situada a 10 cm dele. Num outro ponto
B, distante 30 cm da mesma carga, o vetor campo
elétrico tem intensidade 1,0  105 N/C. A ddp entre
A e B é:
A 8,0  10
5
 V
B 6,0  10
5
 V
C 6,0  10
4
 V
D 2,0  10
4
 V
E 1,8  10
4
 V
28 ITA 2019 Na figura mostra-se o valor do potencial
elétrico para diferentes pontos P (50 V), Q (60 V),
R (130 V) e S (120 V) situados no plano xy. Considere
o campo elétrico uniforme nessa região e o com-
primento dos segmentos OP, OQ , OR e OS igual a
5,0 m. Pode-se afirmar que a magnitude do campo
elétrico é igual a
A 12,0 V/m.
B 8,0 V/m.
C 6,0 V/m.
D 10,0 V/m.
E 16,0 V/m.
FÍSICA Capítulo 3 Potencial elétrico220
29 UEPG 2018 Uma esfera metálica inicialmente descar-
regada, de 10 cm de raio, é colocada em contato com
outra esfera metálica (de mesmo material) de 5 cm
de raio, inicialmente carregada com uma carga 2 mC.
Sobre o assunto, assinale o que for correto.
01 Após a separação, cada esfera possuirá uma carga
de 1 mC.
02 O excesso de carga elétrica, ou seja, a carga “lí-
quida”, é distribuído na superfície das esferas.
04 O valor do potencial elétrico para qualquer ponto
situado numa esfera metálica, após alcançado o
equilíbrio, não varia em função da distância ao seu
centro.
08 O valor do campo elétrico para qualquer ponto
situado no interior de uma esfera metálica, após
alcançado o equilíbrio, é nulo.
16 Após a separação, a força elétrica que uma esfera
exerce na outra é igual em módulo.
Soma:
Se necessário, utilize:
constante eletrostática k0  = 9 · 10
9
 N ∙m
2
/C
2
30 Uma esfera condutora de raio R é eletrizada com uma
carga de 4,0 mC. Qual é o valor de R, sabendo-se que
a 70 cm da superfície da esfera, no vácuo, o poten-
cial vale 30 kV? Considere, nos cálculos, a constante
eletrostática do vácuo igual a 9,0     10
9
 N m
2
/C
2
 (ponto
externo à esfera).
31 Uma esfera condutora de 30 cm de raio é eletrizada
com uma carga de 8,0 mC. Determinar:
a) o potencial da esfera;
b) o potencial de um ponto externo localizado a 60 cm
da superfície da esfera.
Dado: K0 = 9  10
9
 N m
2
/C
2
.
32 Efomm 2019 Um condutor esférico P, de raio 4,0 cm e
carregado com carga 8,0 nC, está inicialmente muito
distante de outros condutores e no vácuo. Esse con-
dutor é a seguir colocado concentricamente com um
outro condutor T, que é esférico, oco e neutro. As
superfícies interna e externa de T têm raios 8,0 cm
e 10,0 cm, respectivamente. Determine a diferença
de potencial entre P e T, quando P estiver no interior
de T.
A 154,8 ∙ 102 V
B 16 ∙ 101 V
C 9,0 ∙ 102 V
D 9,8 ∙ 101 V
E 180,0 ∙ 102 V
33 O gráfico a seguir representa o potencial criado por
uma esfera condutora eletrizada em função da dis-
tância ao seu centro.
2,0
1,0
0,6
0 30 60 100 d (cm)
V (10
5
 V)
Sabendo-se que a constante eletrostática do meio
vale 1,0  10
10
 N m
2
/C
2
, determinar:
a) o raio da esfera;
b) a carga elétrica existente na esfera.
34 UFPA Considere um condutor esférico de raio R, eletri-
zado e em equilíbrio eletrostático, num meio material
homogêneo e isotrópico.
Nessas condições, indique a soma correspondente
aos valores numéricos das armações corretas.
01 O módulo da força elétrica entre o condutor e uma
carga de prova independe da natureza do meio.
02 O módulo do vetor campo elétrico, no interior do
condutor, é nulo.
04 O vetor campo elétrico tem direção radial, em cada
ponto da superfície do condutor.
08 A diferença de potencial, entre dois pontos internos
do condutor, é constante e diferente de zero
16 A capacitância do condutor depende de R.
Soma:
35 Unirio Analise as afirmativas e assinale aquela que
não condiz com a verdade.
A O campo elétrico no interior de uma esfera metá-
lica eletrizada e em equilíbrio eletrostático é nulo,
quer seja ela maciça ou oca.
B A superfície de um condutor em equilíbrio eletros-
tático é uma equipotencial.
C Mantendo-se um condutor em equilíbrio eletrostá-
tico, o trabalho realizado para mover uma partícula
eletrizada ao longo de sua superfície independe da
intensidade do campo elétrico.
D Para um condutor esférico eletrizado positivamente,
o potencial gerado por sua carga varia, diminuindo
com o inverso da distância ao seu centro.
E O campo elétrico criado por uma esfera metálica
eletrizada e em equilíbrio eletrostático pode ser cal-
culado em pontos externos, supondo-se que toda a
carga esteja concentrada no centro da esfera.
36 Consideremos um condutor esférico eletrizado positi-
vamente e em equilíbrio eletrostático. Sejam V
A
, V
B
 e
V
C
 os potenciais elétricos nos pontos A, B e C indica-
dos na figura, pode-se afirmar que:
A B C
A V
A
> V
B
> V
C
B V
A
< V
B
> V
C V
A
= V
B
= V
C
D V
A
= V
B
> V
E V
A
> V
B
= V
C