Prova 2 (2ºSemestre2016)

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FIS 0270 – ELETRICIDADE e MAGNETISMO 
Profa. Valquíria Villas-Boas 
 
Nome do aluno:____________________________________ 
 
Pré Prova 2: Problemas e Questões Conceituais referentes aos 
capítulos 23, 24 e 25 do Halliday 8a. Edição - 21 de outubro de 2016 
 
Valor da Pré Prova: 1,0 ponto // Data de entrega: data da Prova 2 
 
 
Atenção: Explique detalhadamente as respostas dadas a todas as 
questões que se seguem. 
 
 
1. Uma placa de material dielétrico é introduzida 
entre as placas de um dos capacitores iguais da 
figura ao lado. Determine, e explique utilizando os 
conceitos de Física aprendidos até o momento nesta 
disciplina, se cada uma das propriedades do capacitor 
aumenta, diminui ou permanece constante: (a) a 
capacitância; (b) a carga; (c) a diferença de 
potencial entre as placas; (d) a energia potencial. 
(e) Responda às mesmas perguntas para outro capacitor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. Três cascas esféricas concêntricas têm raios a, b e c em ordem crescente. A 
casca esférica mais interna está descarregada, a intermediária tem uma carga 
negativa -Q e a mais externa, a carga positiva +Q. Neste contexto pede-se: 
 
(a) Usando a lei de Gauss, determinar o campo elétrico em todas as regiões, ou seja, 
r<a, a<r<b, b<r<c e r>c. 
(b) Esboçar as cascas esféricas e as linhas de campo elétrico para os campos 
calculados no item (a). 
(c) A partir da definição, determinar a diferença de potencial elétrico na região 
a<r<b. 
(d) Se as cascas esféricas interna e externa forem ligadas por um condutor isolado 
e que não toca a casca esférica intermediária, explique qualitativamente o que 
ocorre com o potencial da casca esférica interna e com potencial da casca esférica 
externa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. Na figura ao lado, três barras finas de plástico têm a 
forma de quadrantes de circunferência com o mesmo centro 
de curvatura, situado na origem. As cargas uniformes das 
barras são Q1 = + 30nC, Q2 = + 3Q1 e Q3 = -8Q1. Determine o 
potencial elétrico V na origem. Explique detalhadamente o 
método de determinação escolhido para resolver este 
problema. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. Situação I: (a) (1,5) Calcular a 
capacitância equivalente do circuito, 
com cinco capacitores, ilustrado na 
figura ao lado. A bateria ligada ao 
circuito fornece 20 volts. Os 
capacitores são todos iguais e têm 
uma capacitância de 20 μF. (b) 
Determine a carga e a diferença de 
potencial em cada capacitor. Faça 
uma tabela para resumir os 
resultados obtidos. (c) Calcule a 
energia no capacitor C5 e a energia 
total desta configuração de 
capacitores. 
 
Situação II: Uma chapa de 
dielétrico com constante dielétrica 
K = 2 é inserida entre as placas do 
capacitor C5. 
 
 
Nestas condições, calcular: (d) a nova 
capacitância equivalente, (e) a diferença 
de potencial no capacitor C5, (f) a 
energia no capacitor C5 e a energia total 
desta configuração. 
(g) Se a energia total dos itens (c) e (f) 
forem diferentes, explique o porquê 
desta diferença.