FIS123 Lista05

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Instituto de Física da Universidade Federal da Bahia 
 Departamento de Física do Estado Sólido 
 Física Geral e Experimental III – Fis123 
 
5a Lista de Exercícios 
Corrente e resistência elétrica 
 
 
1. Se a velocidade de arrastamento dos elétrons de um condutor é, nas condições usais, tão pequena, 
como se explica que a luz de uma lâmpada apague tão logo a corrente é interrompida? 
 
2. A equação P = R I2 parece sugerir que a produção de calor, pelo efeito Joule, é menor quando a 
resistência diminui. Por outro lado, a equação P = V 2/R parece sugerir justamente o contrário. Como 
resolver este aparente paradoxo? 
 
3. Quanto tempo os elétrons levam para passar da bateria de um carro para o seu motor de arranque? 
Suponha que a corrente seja de 300 A e os elétrons atravessem um condutor de cobre cuja área da 
secção transversal seja de 0,21 cm2 e cujo comprimento é de 0,85 m. Resp: 13 min e 27s. 
 
4. (a) A densidade de corrente que atravessa um condutor cilíndrico de raio R varia de acordo com a 
equação )/( Rr1JJ o −= , onde r é a distância a partir do eixo e J0 é constante. Calcule a corrente 
que atravessa o condutor em termos de J0 e da área da secção reta do condutor 2RA pi= . (b) 
Suponha que a densidade de corrente cresce linearmente com r, ou seja RrJJ o /= . Determine a 
corrente. Resp: a) 3AJ o / ; b) 3AJ2 o / 
 
5. Uma diferença de potencial V é aplicada a um fio de secção reta A, comprimento L e resistividade ρρρρ. 
Queremos alterar a ddp que foi aplicada e esticar o fio para que a energia dissipada seja aumentada por 
um fator de 30 e a corrente por um fator de 4. Quais deveriam ser os novos valores da ddp, do 
comprimento e da área da secção reta? Resp: V1 = 7,5 V; A1= 0,7202 A; L1 = 1,3693 L 
 
6. Uma lâmpada de 100 W é ligada a uma tomada padrão de 120 V. (a) Qual seria o custo se deixarmos a 
lâmpada acesa durante um mês (30 dias)? Suponha que o preço cobrada pela concessionária seja de 
R$0,60 por kW.h (b) Qual é a resistência da lâmpada? (c) Qual é a corrente que passa pela lâmpada? 
Resp: a) R$43,20; b) R =144 Ω ; c) I = 0,833 A 
 
7. Um resistor tem a forma de um tronco de cone circular reto, como é 
mostrado na figura ao lado. Os raios das bases são a e b e a altura é L. 
Se a inclinação for suficientemente pequena, podemos supor que a 
densidade de corrente seja uniforme através de qualquer secção 
transversal. Calcule a resistência deste sistema. Resp: )/( abLR piρ= 
 
a
b
L
I
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8. Um aquecedor de nicromo dissipa 500 W quando submetido a uma ddp de 110 V, sendo que a 
temperatura é de 800 0C. Qual será o valor da potência dissipada se a temperatura do fio for mantida a 
200 0C pela imersão num banho de óleo? A ddp em ambos os casos é a mesma e o valor do coeficiente 
de temperatura da resistividade do nicromo é α = 4,0 X 10-4 / 0C. Resp: 657,9 W 
 
9. Uma resistência de 550 Ω, ligada por um fio a uma bateria externa é colocada 
dentro de um cilindro adiabático contendo um gás ideal e um pistão de massa m 
= 12 kg, que pode mover-se sem atrito. Uma corrente de 240 mA flui através da 
resistência. Em que velocidade (constante) o pistão deverá mover-se a fim de 
que a temperatura do gás permaneça inalterada? Resp: 0,264 m/s para cima. 
 
10. Um aquecedor de 400 W é colocado num pote contendo 2,0 litros de água a 20 0C. Quanto tempo 
levará para que a água seja levada à temperatura de ebulição, supondo-se que apenas 80% da energia 
elétrica dissipada pelo resistor seja absorvida pela água (a energia restante é a radiação não absorvida 
pela água como, por exemplo, a luz visível). Considere que o calor específico da água seja ca = 4190 
J/kg K. Resp: 34,93 min 
 
R I
m