Prévia do material em texto
1. (Eear - 2024) Na Figura 1 tem-se um circuito elétrico com resistores ôhmicos montado com um amperímetro ideal A, colocado em contato entre os pontos X e Y, que indica uma corrente elétrica de intensidade igual a 2 A. Além disso, no circuito tem-se uma fonte ideal, que alimenta o circuito com 12 V; uma resistência R1; uma resistência R2 de e uma resistência R3 de Na Figura 2, mostra-se quando o amperímetro é substituído por um resistor ôhmico R4 com valor de resistência igual a Neste último caso, qual o valor da tensão, em volts, sobre o resistor R4. a) 3,6 b) 5,0 c) 6,0 d) 7,2 2. (Uerj - 2024) RAIOS NAS TEMPESTADES DE VERÃO Da energia liberada por um raio, só uma pequena fração é convertida em energia elétrica; a maior parte se transforma em calor, luz, som e ondas de rádio. A fração convertida em energia elétrica é da ordem de 360 quilowatts-hora (kWh), aproximadamente o mesmo que consumiria uma lâmpada de LED de 100 watts (W) acesa durante alguns meses. Considere que um mês dura 30 dias e que uma lâmpada de LED funciona com a potência de 25 watts. Essa lâmpada consumirá a fração convertida em energia elétrica mencionada no texto em x meses. O valor de x é igual a: a) 5 b) 10 c) 15 d) 20 Página 1 3. (Unicamp - 2024) A neurotransmissão no organismo humano pode ter origem química ou elétrica. O entendimento das sinapses elétricas ocorreu só mais recentemente, graças a estudos avançados das propriedades elétricas dos neurônios. As propriedades mecânicas dos neurônios – como a elasticidade – são, por seu turno, importantes para a compreensão do desenvolvimento deles. Em um estudo do comportamento elétrico de neurônios, aplica-se uma diferença de potencial elétrico (ddp, da ordem de 10 –3 V) e mede-se a corrente elétrica (da ordem de 10 –12 A) que passa pelo sistema. A partir dos resultados desse experimento, representados no gráfico da figura a seguir, conclui-se que a resistência elétrica do sistema é igual a a) b) c) d) 4. (Fcmscsp - 2023) Analise a figura que representa a curva característica de certo tipo de LED. Página 2 Um LED desse tipo foi associado em série com um resistor ôhmico de resistência e esse conjunto foi ligado aos terminais de uma bateria ideal. Nessa situação, a intensidade da corrente elétrica que se estabeleceu no circuito foi de 20 mA. A força eletromotriz dessa bateria é igual a a) 3,6 V. b) 6,6 V. c) 9,0 V. d) 2,4 V. e) 4,2 V. 5. (Uerj - 2023) Uma turma de estudantes do ensino médio recebeu a tarefa de verificar a corrente elétrica que se estabelece em quatro aparelhos distintos: uma geladeira, um ferro elétrico, um ar-condicionado e um chuveiro elétrico. Para solucionar a tarefa, foram informados os valores da potência elétrica e da tensão de cada equipamento, conforme consta na tabela abaixo. APARELHO POTÊNCIA (W) TENSÃO (V) Geladeira 360 120 Ferro elétrico 2.520 120 Ar-condicionado 3.300 220 Chuveiro elétrico 4.400 220 A partir das informações disponíveis, a turma concluiu que a maior corrente elétrica se estabelece no seguinte aparelho: a) geladeira b) ferro elétrico c) ar-condicionado d) chuveiro elétrico Página 3 6. (Pucrj - 2023) Um circuito elétrico é armado com uma fonte e três resistores com resistências R1 = 1,0 kΩ, e como mostrado na figura. Sabendo que a corrente que passa por R3 é 2,0 mA, qual é, em volts, a voltagem da fonte? a) 8 b) 12 c) 14 d) 16 e) 18 7. (Unip - Medicina - 2023) Em um ferro de passar está colada a etiqueta mostrada na figura, que traz especificações técnicas do aparelho. Quando estiver em funcionamento com as especificações indicadas na etiqueta, esse ferro de passar será percorrido por uma corrente elétrica de intensidade a) 0,5 A. b) 20 A. c) 2 A. d) 10 A. Página 4 e) 0,05 A. 8. (Ufscar / Unicamp indÃÂgena - 2023) Em uma residência, os pontos de tomadas, iluminação e chuveiros são alimentados por circuitos elétricos de baixa tensão. As instalações elétricas devem satisfazer a norma brasileira ABNT NBR 5410 que garante a segurança das pessoas e um adequado uso da energia. Considere o circuito da figura abaixo. Analisando o circuito, um grupo de estudantes de engenharia elétrica chegou às seguintes conclusões: I. O resistor equivalente do circuito tem valor igual a II. A diferença de potencial no resistor R1 é 8V. III. A corrente elétrica que passa no resistor R3 tem valor igual a 0,5A. IV. Se o resistor R1 queimar (funcionando, então, como um fio), a corrente que passará em R2 terá valor de 6A. As únicas alternativas corretas são a) I e II. b) II e III. c) III e IV. d) I e IV. Página 5 9. (Uemg - 2023) Uma forma de controlar a passagem da corrente elétrica em um circuito é por meio da associação de resistores, seja em série, ou em paralelo. A imagem traz um esboço de um circuito elétrico DC composto por 12 resistores com resistências em função de R, alimentados por uma fonte de tensão de 36 V. Sabe-se de antemão, que a corrente que passa por cada resistor R é de 1 A. Analise a veracidade das seguintes afirmativas: I. O valor da corrente elétrica total do circuito será menor que 5A. II. Entre os pontos A e B a resistência equivalente será de III. A tensão medida nos terminais de todos os resistores será 36 V. IV. A corrente elétrica entre os pontos B e C será igual a corrente entre os pontos C e D. V. O circuito apresenta uma resistência equivalente de aproximadamente a) F – F – F – V – V. b) V – V – F – V – F. c) F – F – V – V – F. d) V – F – F – V – V. 10. (Ufjf-pism 3 - 2023) Para proteger um sistema elétrico de sobrecargas na rede, foi inserido um fusível na entrada de alimentação. Sabendo que a tensão de operação do sistema é de 110 V e fazendo um circuito equivalente, determina-se que a resistência total é de 55 ohms. Calcule a corrente máxima que o fusível deve suportar e a potência elétrica máxima que o equipamento dissipa. a) 1 A e 110 W b) 1,5 A e 165 W c) 2 A e 220 W d) 1 A e 165 W e) 2 A e 165 W Página 6 11. (Unicamp - 2023) Sabemos que correntes elétricas acima de um décimo de Ampère podem provocar paradas cardíacas. Imediatamente após um raio atingir o solo, o potencial elétrico na superfície diminui gradativamente em função da distância ao ponto de impacto, como ilustrado pelas curvas equipotenciais da figura. Sendo a resistência do corpo humano a corrente elétrica que atravessa o corpo da pessoa ilustrada na figura, com os dois pés em contato com o chão, será igual a a) 0,800 A. b) 1,25 A. c) 10,0 A. d) 11,25 A. 12. (Fuvest - 2023) Termistores são termômetros baseados na variação da resistência elétrica com a temperatura e são utilizados em diversos equipamentos, como termômetros digitais domésticos, automóveis, refrigeradores e fornos. A curva de calibração de um termistor é mostrada na figura: Página 7 Considere que o termistor se rompa quando percorrido por uma corrente maior do que 10 mA. Supondo que o termistor seja conectado a uma bateria de 5 V, assinale a alternativa que contém uma faixa de temperaturas em que o dispositivo sempre funcionará adequadamente: Note e adote: A relação entre a resistência R de um dispositivo, a corrente I que o percorre e a diferença de potencial elétrico V entre seus terminais é a) 10°CI. Para uma dada corrente, a energia dissipada por intervalo de tempo é diretamente proporcional ao comprimento L. II. Para uma dada voltagem, a energia dissipada por intervalo de tempo é inversamente proporcional ao comprimento L. III. O produto da corrente pela voltagem é o mesmo para qualquer comprimento L. IV. Para uma dada voltagem, a corrente é diretamente proporcional à resistividade. Assinale a alternativa que apresenta apenas asserções corretas. a) I e III b) I e II c) II e IV d) II e III 14. (Eear - 2023) Um estudante de Física precisa ligar dois equipamentos por meio de um fio condutor de formato cilíndrico. Para isso ele dispõe de 4 opções, A, B, C e D, descritas na tabela a seguir. Dados do condutor Condutores A B C D Comprimento Área da secção transversal S 2S 0,5 S 3S Resistividade Página 8 Essa tabela foi elaborada a partir dos valores de referência S e que são utilizados para comparação: – representa um valor do comprimento do condutor; S – representa um valor da área da secção transversal do condutor; e – representa uma resistividade elétrica do material que constitui o condutor. Como o objetivo é conectar o condutor elétrico que apresenta a menor resistência ôhmica, dentre os condutores descritos qual deles deve ser utilizado? a) A b) B c) C d) D 15. (Unesp - 2023) A figura representa, de forma esquemática, um dispositivo capaz de regular a intensidade do brilho de uma lâmpada. Esse dispositivo é constituído de dois resistores em forma de fio, R1 e R2, ambos feitos de um mesmo material e com mesma área de secção transversal. O resistor R1 tem comprimento L e o resistor R2 tem formato semicircular e comprimento 4L. Nesse dispositivo, o que controla o brilho da lâmpada é o ponteiro P, que pode fazer contato com o resistor R2 em qualquer ponto localizado entre seus extremos I e II. Quando o ponteiro faz contato com o ponto I, a lâmpada é percorrida por uma corrente e apresenta seu brilho mínimo. Quando o ponteiro faz contato com o ponto II, a lâmpada é percorrida por uma corrente e apresenta seu brilho máximo. Desconsiderando a resistência dos fios de ligação e sabendo que o sistema está ligado a uma diferença de potencial constante de 120 V, a resistência elétrica dessa lâmpada é de a) Página 9 b) c) d) e) 16. (Pucrj - 2023) Quer-se montar um circuito elétrico com uma fonte de 12 V e quatro resistores idênticos de de forma a gerar, com esses elementos, a configuração com menor dissipação de calor possível. Nessa condição, qual é a corrente que passa pela fonte, em mA? a) 30 b) 24 c) 12 d) 6 e) 1,5 17. (Fmp - 2023) No circuito esquematizado na figura abaixo, as indicações do voltímetro e do amperímetro são, respectivamente, 120 V e 2,00 A. Quando as chaves S1 e S2 forem ligadas, o valor, em amperes, medido pelo amperímetro passará a ser a) 0 b) 1,00 c) 1,33 d) 2,00 e) 6,00 Página 10 18. (Paulista 3 - 2023) No circuito da figura a seguir, que foi construído com elementos ideais, quando a chave ch está aberta, o amperímetro indica a passagem de uma corrente elétrica de intensidade igual a 0,5 A. Fechando-se a chave ch, sendo a nova leitura do amperímetro será de a) 1,0 A. b) 0,5 A. c) 1,5 A. d) 2,0 A. e) 4,5 A. 19. (Fuvest - 2023) O Brasil é o país recordista mundial em queda de raios, com uma estimativa de mais de 70 milhões de eventos desse tipo por ano. Uma descarga elétrica dessas pode envolver campos elétricos da ordem de dez kilovolts por metro e um deslocamento de 30 coulombs de carga em um milésimo de segundo. Com base nessas estimativas e assumindo o campo elétrico como sendo constante, a potência associada a um raio de 100 m de comprimento corresponde a: a) 30 GW b) 3 GW c) 300 MW d) 30 MW e) 3 MW 20. (Paulista 2 - 2023) Em uma tentativa de ter um sistema de transporte com emissão zero de CO2, uma pessoa instalou 4 placas solares de 250 W cada uma em sua casa, que seriam usadas para carregar um Página 11 carro elétrico Tesla modelo Y, cuja banco de baterias possui capacidade máxima de 75 kWh. Assumindo que as placas solares apresentam eficiência de carregamento da bateria de 100% e que elas funcionem 5 horas por dia, o tempo necessário para fornecer a energia total à bateria do carro é igual a a) 5 h. b) 5 dias. c) 15 dias. d) 10 dias. e) 25 dias. 21. (Eear - 2023) Quando se anuncia um período de escassez hídrica surge sempre a preocupação com o consumo de energia elétrica residencial. Na casa do Sr. José há 1 chuveiro elétrico de 5.000 W que fica ligado 30 min por dia; um refrigerador de 500 W que fica ligado 24 h por dia e 10 lâmpadas de 10 W cada que ficam ligadas 5 h por dia. Dentre as alternativas a seguir, assinale aquela que apresenta a afirmação correta. a) As 10 lâmpadas ligadas, ao final de trinta dias, apresentam um consumo de 18 kWh. b) O maior responsável pelo consumo de energia elétrica na residência, ao final de 30 dias, é o chuveiro. c) Ao final de 30 dias, o refrigerador é responsável por 80 % do consumo de energia elétrica total da residência. d) Se reduzir para 15 min o tempo de uso diário do chuveiro, tem-se uma redução no consumo de energia, ao final de 30 dias, em kWh, de 30% da energia total anteriormente consumida na residência. 22. (Mackenzie - 2023) São dados apenas os seguintes resistores: Para que a resistência elétrica total do circuito seja igual a deve-se associar a) R1 e R2 em paralelo, conectado a R3 em série. b) R1 e R3 em paralelo, conectado a R2 em série. c) R1, R2 e R3 em série. d) R1, R2 e R3 em paralelo. e) R2 e R3 em paralelo, conectado a R1 em série. 23. (Eear - 2022) O circuito abaixo é constituído de uma fonte de alimentação ideal, 4 resistores ôhmicos e um amperímetro ideal. O circuito apresenta também um dispositivo composto de uma barra condutora, de resistência elétrica nula, que normalmente fica afastada. Mas se o dispositivo for acionado, a barra irá encostar nos pontos A, B e C ao mesmo tempo, colocando-os em contato. Nas condições iniciais, o amperímetro indica um determinado valor de intensidade de corrente elétrica. Página 12 Assinale a alternativa que apresenta o valor da resistência elétrica R, em ohms, para que a indicação no amperímetro não se altere, quando o dispositivo for acionado. a) 25 b) 50 c) 100 d) 150 24. (Fgv - 2022) O circuito mostrado na figura é parte de um circuito maior e é composto por quatro resistores ôhmicos iguais, um amperímetro e um voltímetro ideais. Todos os fios e as conexões utilizadas para a montagem desse circuito apresentam resistências elétricas desprezíveis. Sabendo que a indicação no voltímetro é de 120 V, a indicação no amperímetro é de a) 1 A. b) 2 A. c) 3 A. d) 4 A. e) 5 A. Página 13 25. (Fuvest - 2022) Um componente eletrônico tem curva característica mostrada no gráfico a seguir: A resistência elétrica do componente na região em que ele se comporta como um resistor ôhmico vale aproximadamente: a) b) c) d) e) ------------------- RESPOSTAS --------------------- 1. (Eear - 2024) [A] Na figura 1, podemos obter a ddp sobre o resistor R3: Como esta ddp é a mesma de R2, podemos obter a corrente que passa por este resistor: Corrente que passa pelo resistor R1: Como R1 está sujeito a uma ddp de 12 V – 6 V = 6 V, a sua resistência vale: Página 14 Com isso, podemos calcular a resistência equivalente do circuito da figura 2: Corrente total sobre o circuito da figura 2: Como o ramo que contém R4 está em paralelo com o ramo que contém R2, e ambos os ramos possuem a mesma resistência equivalente, a corrente que passa por R4 vale: Portanto,a tensão sobre R4 é de: 2. (Uerj - 2024) [D] O intervalo de tempo que a lâmpada demora para consumir toda a energia é dado por: Convertendo para meses, chegamos a: 3. [D] Analisando o ponto destacado no gráfico: Página 15 Da primeira lei de Ohm: 4. (Fcmscsp - 2023) [C] Resistência elétrica associada ao LED para uma corrente de 20 mA: Logo, a f.e.m. da bateria vale: 5. (Uerj - 2023) [B] Cálculo das correntes elétricas: Página 16 Portanto, a maior corrente elétrica se estabelece no ferro elétrico. 6. (Pucrj - 2023) [C] Corrente que passa por R2: Corrente total do circuito: Resistência equivalente do circuito: Voltagem da fonte: 7. (Unip - Medicina - 2023) [D] A relação entre a potência elétrica, tensão e intensidade da corrente é dada por: Logo, usando-se os dados fornecidos na etiqueta para a potência e a tensão, obtém-se a corrente: Página 17 8. (Ufscar / Unicamp indÃgena - 2023) [B] Observação: vale destacar que o circuito da questão nada tem a ver com um circuito residencial. Analisando cada conclusão: [I] Incorreta. A resistência equivalente do circuito é: [II] Correta. Calculando a corrente total no circuito, pela lei de Ohm-Pouillet: A ddp em R1 é: [III] Correta. [IV] Incorreta. Normalmente, quando um resistor “queima” ele interrompe o circuito, cortando a corrente; porém, o enunciado sugere que o resistor R1 queima, mas continua conduzindo como um fio de resistência nula. Assim, a resistência equivalente passará a ser: A nova corrente total será: A corrente em R2 será: Página 18 9. (Uemg - 2023) [D] [I] Verdadeira. Com a informação da corrente que passa em um resistor R, tem-se a corrente total do circuito que resulta em 3 A. [II] Falsa. Para determinar a resistência equivalente entre A e B, primeiramente precisamos determinar a resistência equivalente total do circuito e depois o valor de R. Cálculo da resistência equivalente total do circuito: Com a utilização da primeira lei de Ohm, obtém-se o valor de R, uma vez que já tem-se a corrente total. E a resistência equivalente entre os pontos A e B será de: [III] Falsa. A soma das tensões em cada resistor ligado em série com as tensões dos circuitos em paralelo é igual à tensão total de 36 V. [IV] Verdadeira. A corrente é a mesma nos dois intervalos porque a associação dos resistores nestes trechos é feita em série, sendo assim, a corrente é constante. [V] Verdadeira. A resistência equivalente total do circuito é: 10. (Ufjf-pism 3 - 2023) [C] A corrente máxima suportada: Página 19 Potência máxima dissipada: 11. (Unicamp - 2023) [B] Da 1ª Lei de Ohm: 12. (Fuvest - 2023) [A] Da expressão dada, conclui-se que, para uma tensão fixa, R e I são inversamente proporcionais. Assim, para um valor máximo de I, corresponde um valor mínimo de R. De acordo com o enunciado, o valor máximo de I é 10 mA = 10–2 A. Então: Analisando o gráfico: para A curva mostra os valores de R e T possíveis. Página 20 Dentro dessa faixa, tem-se o intervalo: 13. (Ufu - 2023) [B] A energia dissipada por unidade de tempo é a potência dissipada. Combinando a expressão da potência com as leis de Ohm, obtêm-se: [I] Correta. Conforme expressão (I). [II] Correta. Conforme expressão (II). [III] Incorreta. Conforme expressão (II). [IV] Incorreta. Da primeira lei de Ohm: . Para uma dada tensão, a corrente é inversamente proporcional à resistividade. Página 21 14. (Eear - 2023) [D] Pela 2ª Lei de Ohm, temos os valores das resistências elétricas de cada condutor: Portanto, o condutor que possui menor resistência ôhmica é o condutor D. 15. (Unesp - 2023) [A] Da segunda lei de Ohm: Analisando o circuito dado, nota-se que: - quando o ponteiro está em I, a corrente percorre todo o resistor R2; - quando o ponteiro está em II, R2 fica em curto-circuito. Assim, aplicando a segunda lei de Ohm: Aplicando a Lei de Ohm-Pouillet a ambos os casos: Página 22 Substituindo (2) em (1): Voltando em (1): 16. (Pucrj - 2023) [E] Como a configuração que dissipa o menor calor possível é a que possuir maior resistência equivalente. Sendo assim, os resistores devem estar associados em série, o que gera uma corrente de: 17. (Fmp - 2023) [E] Na situação mostrada: Sendo E a força eletromotriz da bateria, pela lei de Ohm-Pouillet: Quando as chaves S1 e S2 são fechadas, os resistores R1 e R2 ficam associados em paralelo e o resistor R3 fica em curto-circuito, como mostrado na figura. Página 23 Assim, aplicando novamente a lei de Ohm-Pouillet, o valor medido pelo amperímetro passará a ser i’: 18. (Paulista 3 - 2023) [B] Como os dois ramos estão em paralelo e ligados diretamente à fonte ideal, com a chave aberta ou fechada a tensão no ramo onde está instalado o amperímetro não se altera, não alterando, consequentemente, a corrente nesse aparelho. Assim, sendo e as correntes no amperímetro com chave aberta e fechada, respectivamente, tem-se: Ao se fechar a chave, apenas a corrente total fornecida pela bateria é alterada. Elaborando uma resolução mais detalhada: De fato: - Chave aberta: Não passa corrente no ramo superior, onde está a chave. No ramo inferior: - Chave fechada: Os dois ramos estão em paralelo e a corrente total fornecida pela bateria é Página 24 Como a corrente total divide-se igualmente nos dois ramos. Assim: As figuras ilustram as duas situações: Figura 1: chave aberta Figura 2: chave fechada Página 25 19. (Fuvest - 2023) [A] Dados: Calculando a tensão: Calculando a corrente: Aplicando a expressão da potência elétrica: 20. (Paulista 2 - 2023) [C] A energia elétrica em kWh é obtida pelo produto da potência em kW pelo tempo em horas. A potência em kW das placas solares é: Assim, o tempo para a carga total nas baterias do carro será: Como em cada dia apenas carrega durante 5 h, então o carro terá carga total ao final de 15 dias. 21. (Eear - 2023) [C] Consumo dos aparelhos ao final de 30 dias: Página 26 [A] Falsa. As lâmpadas consomem 15 kWh. [B] Falsa. O maior responsável pelo consumo de energia é o refrigerador. [C] Verdadeira. Porcentagem do consumo do refrigerador em relação ao consumo total: [D] Falsa. Energia gasta pelo chuveiro com 15 min de uso por dia: Redução no consumo total de energia: 22. (Mackenzie - 2023) [B] A figura a seguir apresenta a associação pedida. Calculando a resistência equivalente: Página 27 23. (Eear - 2022) [C] Com o dispositivo não acionado: Após o acionamento do dispositivo: Logo: Página 28 24. (Fgv - 2022) [A] Resistência equivalente do circuito: Corrente elétrica total do circuito: Resistência elétrica no ramo de cima do circuito: Resistência elétrica no ramo de baixo do circuito: Por divisão de corrente, a corrente elétrica que passa pelo ramo de cima é de: Sendo assim, por cada resistor de passará uma corrente (medição do amperímetro) de: Página 29 25. (Fuvest - 2022) [C] O resistor é ôhmico no trecho em que o gráfico é uma reta, até i = 0,5 A e V= 0,4 V, aproximadamente. Aplicando a 1ª Lei de Ohms a esses valores: Página 30