Estudar 04

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Estudar 04
Questão 1
O texto com as informações a seguir serve de base para a solução da questão.
 
[...] O biogás é uma mistura gasosa produzida a partir da fermentação anaeróbica da matéria orgânica. [...] Dependendo do teor de
metano na mistura, determinado basicamente pelo tipo de matéria orgânica utilizada na produção, o poder calorífico do biogás varia
[...]. Para efeito de comparação, as informações a seguir mostram a correspondência entre a energia gerada por 1 m3 de biogás e a
de diversos outros combustíveis [...]
CAPUANO, S.F.; ARNALDO, P. J. Do Nicho ao Lixo: ambiente, sociedade e educação. 16 ed. São Paulo: Saraiva, 2003
 
1 m3 de biogás equivale à energia liberada por: 
1,429 kWh de energia elétrica●
0,790 litros de álcool combustível●
0,613 litros de gasolina●
0,553 litros de óleo diesel●
0,454 kg de gás liquefeito de petróleo●
0,735 kg de carvão vegetal●
3,429 kg de xisto●
1,538 kg de lenha●
Com base nas informações acima, que mostram que 1 m3 de biogás equivale a 1,429 kWh, quantas lâmpadas elétricas, de 100 W
cada uma, podem ser mantidas acesas, durante 2858s, fazendo uso da energia liberada por 1 m3 de biogás, de tal forma que sejam
mantidas as especificações das lâmpadas?
 
a) 18
b) 36
c) 9
d) 27 
Gabarito:
A
Resolução:
 
Energia (E) de uma lâmpada:
Desta forma, com a energia de 1,429kWh, teremos n lâmpadas:
 Lâmpadas
Questão 2
Um circuito elétrico é formado por uma bateria de força eletromotriz ε e N resistores ôhmicos, cada
um de resistência R, associados em paralelo. A corrente elétrica em cada resistor é dada por:
A) ε/R
B) Nε/R
C) ε/(NR)
D) N2ε/R
E) ε/(N2R)
Gabarito:
A
Resolução:
(Resolução oficial) Cada resistor ôhmico possui ddp entre os seus terminais igual a ε. Assim, a
corrente elétrica em cada um deles é igual a ε/R.
Questão 3
Um circuito eletrônico é constituído por uma espira, um amperímetro, um gerador e uma chave liga-
desliga, como demonstra o Esquema I.
 
 Esquema I
 
 
 
O Gráfico I mostra o comportamento da corrente elétrica em função do tempo em três situações:
corrente variando quando a chave é fechada, corrente mantendo-se constante quando a chave está
fechada e corrente variando quando a chave é aberta.
 
 Gráfico I
 
 
a) Observando o Gráfico I, e supondo que os intervalos dos tempos de variação da corrente no
fechamento e na abertura da chave são os mesmos, pode-se dizer que a quantidade de carga que
passa numa seção transversal dos fios condutores do circuito são idênticos durante o fechamento e
durante a abertura.
 
b) No interior da espira (Esquema I) só haverá um campo de indução magnética nas fases em que a
corrente estiver variando.
c) 
d) O gráfico da corrente em função do tempo é impossível, pois o amperímetro está ligado de
maneira incorreta, e por isso a corrente no circuito será sempre nula, mesmo com a chave fechada.
Nas três fases de funcionamento do circuito (corrente variando no fechamento e abertura da chave e
mantendo-se constante) o sentido do vetor campo de indução magnética não sofrerá variação. 
Gabarito:
C
Resolução:
a) Errada.As medidas de corrente não dependem apenas do tempo de abertura e fechamento da
chave, mas também da relação quantidade de carga/tempo.
 
b) Errada. Não haverá apenas um campo de indução magnética.
 
c) Correta. O sentido do vetor campo não sofre variação durante o funcionamento do circuito.
 
d) Errada. O amperímetro está ligado corretamente conforme a figura.
Questão 4
Uma corrente de 0,3 A que atravessa o peito pode produzir fibrilação (contrações excessivamente
rápidas das fibrilas musculares) no coração de um ser humano, perturbando o ritmo dos batimentos
cardíacos com efeitos possivelmente fatais. Considerando que a corrente dure 2,0 minutos, o número
de elétrons que atravessam o peito do ser humano vale:
 
Dado: carga do elétron = 1,6 · 10–19 C.
 
A) 5,35 · 102
B) 1,62 · 10–19
C) 4,12 · 1018
D) 2,45 · 1018
E) 2,25 · 1020
Gabarito:
E
Resolução:
 
Como , então: 
 ou 
Assim: 
 elétrons
Questão 5
Uma pilha de força eletromotriz ξ = 1,5 V e resistência interna Rint = 0,1 Ω alimenta exclusivamente
um receptor fornecendo uma corrente de 1 A. O receptor tem uma tolerância de forma que ele ainda
funciona mesmo se a tensão elétrica que o alimenta diminuir 10% do valor inicial. Com o uso, a pilha
perde a eficiência pois sua resistência interna aumenta apesar de sua força eletromotriz permanecer
constante.
 
Desprezando-se a resistência da fiação do circuito, a resistência interna máxima da pilha, de forma
que ela ainda consiga colocar em funcionamento o referido receptor, em ohms, é aproximadamente
Obs.: Considere que a resistência interna do receptor é ôhmica e permanece constante durante o
processo.
 
A) 0,49.
B) 0,18.
C) 0,27.
D) 0,36.
Gabarito:
C
Resolução:
A tensão inicial no receptor é:
Sendo ôhmico o comportamento do receptor, o mesmo terá uma resistência de: 
O receptor pode trabalhar com esse valor reduzido em até 10%, 1,4 – 0,14 = 1,26 V.
Para a nova tensão, temos:
 
e 
Questão 6
Uma corrente elétrica é estabelecida num tubo de descargas a gás quando uma diferença de
potencial, suficientemente alta, é aplicada entre os eletrodos do tubo. O gás se ioniza gerando
elétrons livres e íons positivos. Os elétrons se movem na direção do terminal positivo e os íons
positivos, na direção do terminal negativo. A corrente elétrica, em Ampère, no tubo, quando 4,5 · 1018
elétrons e 3,5 · 1018 íons positivos atravessam a seção transversal do tubo, por segundo, é
aproximadamente
 
Obs.: Considere que o módulo da carga de cada elétron bem como do íon positivo é 1,6 · 10–19 C e que
o gás no tubo está rarefeito.
 
A) 3,5 · 1018.
B) 12,8 · 10–1.
C) 1,6 · 10–19.
D) 5,60 · 10–1.
Gabarito:
B
Resolução:
Como os elétrons se propagam no sentido oposto ao do movimento dos íons, e a carga também é
oposta, 
a corrente total é dada por:
Questão 7
Voltímetros e amperímetros são os instrumentos mais usuais para medições elétricas.
Evidentemente, para a obtenção de medidas corretas, esses instrumentos devem ser conectados de
maneira adequada. Além disso, podem ser danificados se forem conectados de forma incorreta ao
circuito.
Suponha que se deseja medir a diferença de potencial a que está submetido o resistor R2 do circuito a
seguir, bem como a corrente elétrica que o percorre. 
Assinale a figura que representa a correta conexão do voltímetro (V) e do amperímetro (A) ao circuito
para a realização das medidas desejadas.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Gabarito:
B
Resolução:
Os amperímetros devem ser ligados em série e voltímetros, em paralelo.
Questão 8
Uma pilha de f.e.m. igual a 3,6 V tem uma carga inicial de 600 mA⋅h. Supondo que a diferença de
potencial entre os polos da pilha permaneça constante até que a pilha esteja completamente
descarregada, o tempo (em horas) que ela poderá fornecer energia a taxa constante de 1,8 W é de:
A) 2,4
B) 1,2
C) 3,6
D) 7,2
Gabarito:
B
Resolução:
U = 3,6 V
Q = 600 · 10–3 mA · h
P = U · i, assim:
1,8 = 3,6 · i
i = 0,5 A
Se 
 
Q = i · Δt
600 · 10–3 = 0,5 · Δt
Δt = 1,2h
Questão 9
Uma corrente elétrica de 3,0 A percorre um fio de cobre. Sabendo-se que a carga de um elétron é
igual a 1,6×10–19 C, o número de elétrons que atravessa, por minuto, a seção reta deste fio e,
aproximadamente:
A) 1,1 × 1021
B) 3,0 × 106
C) 2,0 × 1010
D) 1,8 × 1011
Gabarito:
A
Resolução:
A
 ......................................... .....................
Questão 10
Uma bateria possui força eletromotriz de 24 V, com resistência interna de 0,25 Ω. Para que a ddp
entre os terminais AB seja igual a 20 V, qual deve ser o valor da resistência elétrica R?
 
 
a. 5 Ω
b. 4,5 Ω
c. 2,5 Ω
d. 3,5 Ω
e. 1,25 Ω
Gabarito:
E
Resolução:
U = fem – r · i (i da resistência interna é a mesma no circuito).
20 = 24 – 0,25 · i
i = 16 A
U = R · i
20 = R · 16
R = 1,25 .
Questão 11
Um fio condutor é derretido quando o calor gerado pela corrente que passa por ele se mantém maior
que o calor perdido pela superfície do fio (desprezandoa condução de calor pelos contatos). Dado
que uma corrente de 1 A é a mínima necessária para derreter um fio de seção transversal circular de
1 mm de raio e 1 cm de comprimento, determine a corrente mínima necessária para derreter um
outro fio da mesma substância com seção transversal circular de 4 mm de raio e 4 cm de
comprimento.
A ( ) A
B ( ) A
C ( ) 1 A
D ( ) 4 A
E ( ) 8 A
Gabarito:
E
Resolução:
Um fio será um objeto cilíndrico e, portanto, terá área de seção transversal como área de um círculo.
Temos então um cilindro de raio 1 mm e de comprimento 1 cm, por onde passa uma corrente de 1 A,
conforme o enunciado. Para acharmos a corrente mínima que passa por este fio se suas característica
forem modificadas para um raio de 4 mm e um comprimento de 4 cm, vamos analisar a potência por
área de seção transversal e a potência por área lateral:
 .
Essa potência reflete a quantidade de calor por unidade de tempo. A razão demonstra que o calor
gerado está relacionado à substância ( ), ao comprimento do condutor, à corrente que passa e ao
raio da seção transversal, considerando um intervalo de tempo unitário. Estudemos agora a razão da
potência pela área lateral do cilindro (fio):
 .
Observando que o comprimento do fio foi simplificado como se, aumentando o comprimento,
não precisássemos diminuir a corrente para gerar mais calor para o derretimento do fio. A análise nos
leva à razão da potência pela área da seção transversal. Como a substância dos fios é a mesma,
vamos considerar que esta razão é a mesma para os dois fios:
 .
Simplificando a resistividade e o fator e colocando os valores:
 
 .
Obs.: como 1 cm para 4 cm é uma proporção igual de 1 mm para 4 mm, não faria diferença se
optásssemos pela razão entre a potência e a área lateral.
Questão 12
Uma espécie de peixe-elétrico da Amazônia, o Poraquê, de nome científico Electrophorous electricus,
pode gerar diferenças de potencial elétrico (ddp) entre suas extremidades, de tal forma que seus
choques elétricos matam ou paralisam suas presas. Aproximadamente metade do corpo desse peixe
consiste de células que funcionam como eletrocélulas. Um circuito elétrico de corrente contínua,
como o esquematizado na figura, simularia o circuito gerador de ddp dessa espécie. Cada eletrocélula
consiste em um resistor de resistência R = 7,5 Ω e de uma bateria de fem ε.
 
 
 
Sabendo-se que, com uma ddp de 750 V entre as extremidades A e B, o peixe gera uma corrente I =
1,0 A, a fem ε em cada eletrocélula, em volts, é
 
(A) 0,35.
(B) 0,25.
(C) 0,20.
(D) 0,15.
(E) 0,05.
Gabarito:
C
Resolução:
Nos 150 ramos entre A e B não há acréscimo de voltagem porque a ligação é em paralelo. No
entanto, a resistência interna fica dividida por 150 entre A e B. Em cada ramo 5.000 células somam a
eletromotriz procurada porque a ligação por ramo é em série.
Dessa forma, tomando a equação geral dos geradores virá:
750 = 5.000 · Σ – · 1,0
Teremos então: Σ = 0,2 V
Questão 13
Uma lâmpada possui a indicação 120 V – 100 W. A resistência elétrica dessa lâmpada é
Dados:
U = R · i
P = U · i
(A) 100 Ω.
(B) 126 Ω.
(C) 144 Ω.
(D) 162 Ω.
(E) 180 Ω.
Gabarito:
C
Resolução:
U = R · i ⇒ 120 = R · i (1)
P = U · i ⇒ 100 = 120 · i → i = A (2)
120 = R · 
R = 
R = = 144 .
Questão 14
Uma sala é iluminada por um circuito de lâmpadas incandescentes em paralelo.
Considere os dados a seguir:
− 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.
A resistência equivalente, em ohms, de apenas 8 lâmpadas acesas é cerca de:
(A) 30
(B) 60
(C) 120
(D) 240
Gabarito:
A
Resolução:
(Resolução oficial)
 
A relação entre a resistência, a tensão e a potência para cada lâmpada pode ser expressa da seguinte
forma:
 
 .
 
Sendo V = 120 V e PL = 60 W, tem-se:
 
 .
 
Como as 8 lâmpadas são idênticas, a resistência equivalente dessa associação em paralelo será:
 
Questão 15
A corrente i através do resistor R1 no circuito abaixo é 400 mA. Calcule a diferença de potencial, VB –
VA, entre os pontos B e A.
A) 1,5 volts
B) 2,5 volts
C) 3,5 volts
D) 4,5 volts
E) 5,5 volts
Gabarito:
C
Resolução:
Como as resistências R2 e R3 estão ligadas em paralelo e R3 = 3R2 , concluímos que a corrente que
passa em R3 é igual
 
i3 100x10-3A. A diferença de potencial VBA será:
VBA = R3i3+V1 = 15×100×10−3+2,0 = 3,5 volts.
 
 
Questão 16
Um condutor é caracterizado por permitir a passagem de corrente elétrica ao ser submetido a uma
diferença de potencial. Se a corrente elétrica que percorre o condutor for diretamente proporcional à
tensão aplicada, este é um condutor ôhmico.
Assinale a alternativa que apresenta, respectivamente, as correntes elétricas que atravessam um
condutor ôhmico quando submetido a tensões não simultâneas de 10, 20, 30, 40 e 50 volts.
a) 0,5 A; 1,0 A; 2,0 A; 4,0 A; 8,0 A.
b) 0,5 A; 2,5 A; 6,5 A; 10,5 A; 12,5 A.
c) 1,5 A; 3,0 A; 6,0 A; 12,0 A; 18,0 A.
d) 0,5 A; 1,5 A; 3,5 A; 4,5 A; 5,5 A.
e) 0,5 A; 1,0 A; 1,5 A; 2,0 A; 2,5 A.
Gabarito:
E
Resolução:
A 1ª Lei de Ohm prevê que um condutor é ôhmico quando apresenta a mesma resistência elétrica se
submetido a várias tensões elétricas.
Então temos: 
Testando as alternativas, a E nos dá a sequência característica de que fala a lei:
Questão 17
Uma torradeira elétrica consome uma potência de 1.200 W quando a tensão eficaz da rede elétrica é
igual a 120 V.
Se a tensão eficaz da rede é reduzida para 96 V, a potência elétrica consumida por essa torradeira,
em watts, é igual a:
 
(A) 572
(B) 768
(C) 960
(D) 1.028
Gabarito:
B
Resolução:
Como R permanece constante, temos:
Questão 18
Está vendo? Bem que sua mãe sempre disse para guardar as peças do quebra-cabeça! Agora, está
faltando uma ...
Para falar a verdade, a peça que falta e que completa adequadamente o quadro e o fato físico
apresentado é
 
(A)
 
(B)
 
(C)
 
(D)
 
(E) 
Gabarito:
A
Resolução:
Circuito esquemático:
 
Assim:
A corrente que passa no amperímetro será 
Questão 19
Um estudante quer iluminar um ambiente com uma lâmpada com especificações de fábrica de 24 W e 6 V. No
entanto, ele só tem uma fonte de 12 V e alguns resistores que pode usar com a fonte para montar um circuito elétrico
e acender a lâmpada. Qual o valor do resistor que ele deve usar em série com a fonte e lâmpada para atender às
especificações de fábrica da lâmpada?
a) 3,0 Ω
b) 6,0 Ω
c) 2,5 Ω
d) 1,5 Ω
e) 9,0 Ω
Gabarito:
D
Resolução:
A corrente que deve atravessar a lâmpada com especificações de fábrica de 24 W e 6 V é dada por:
P = i · U
24 = i · 6
i = 4 A
Considerando o circuito do tipo série, que a fonte é de 12 V e que a ddp sobre a lâmpada deve ser 6
V, a ddp sobre o resistor deve ser igual a 6 V, de forma que o valor do resistor que ele deve usar em
série com a fonte e lâmpada para atender às especificações de fábrica da lâmpada é igual a:
U = R · i
6 = R · 4
R = 1,5 Ω
Questão 20
Em uma situação em que a bateria de um carro está descarregada e, portanto, não é possível dar a
partida no motor, geralmente uma bateria carregada é ligada à bateria do carro para fazê-lo
funcionar.
As figuras I e II a seguir representam duas alternativas para interligar as duas baterias através de fios
condutores.
Figura I
Figura II
A figura que representa a ligação correta é a
a) II, cuja ligação é do tipo em série.
b) II, cuja ligação é do tipo em paralelo.
c) I, cuja ligação é do tipo em série.
d) I, cuja ligação é do tipo em paralelo.
Gabarito:
D
Resolução:
A figura correta é a I, na qual as baterias devem estar associadas em paralelo para que haja fluxo de
corrente elétrica entre elas. Do contrário, não haveria diferença de potencial suficiente para iniciar o
movimento das cargas.