6ªListaFísica2Veiga2014-1º

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UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA 
6ª Lista de Exercícios de Física II: Corrente e Resistência 1º/2014 
 
Corrente elétrica 
1) (H) A corrente de um feixe de elétrons em um terminal de 
vídeo é de 200 µA. Quantos elétrons golpeiam a tela a cada 
segundo? (1,25x1015) 
2) (HW26.1) Uma corrente de 5,0 A percorre um fio. (a) 
Quantos coulombs e (b) quantos elétrons passam através da 
seção reta desse fio durante 4,0 min? (1,2 kC, 7,5x1021) 
3) (HW26.3) A correia de um gerador eletrostático tem 
50 cm de largura e move-se com uma velocidade de 25 m/s, 
transportando cargas à razão de 100 µA. Qual é a densidade 
superficial de cargas na correia (8,0 µC/m2) 
4) (HW26.4) Uma corrente pequena, porém mensurável, de 
120 pA percorre um fio de cobre cujo diâmetro é 2,50 mm. 
Sendo a densidade de elétrons livres do cobre igual a 
8,49⋅1028 e/m3, calcule: (a) a densidade de corrente e (b) a 
velocidade de deriva dos elétrons. (2,44x10-5 A/m2, 1,80x10-15 m/s) 
5) (HW26.5) Um fusível é um fio projetado para fundir-se, 
abrindo o circuito, se a corrente ultrapassar um certo valor. 
Suponha que o material a ser usado em um fusível funde 
quando a densidade de corrente ultrapassa 440 A/cm2. Qual o 
diâmetro do fio cilíndrico que deverá ser usado para limitar a 
corrente a 2,50 A? (0,851 mm) 
6) (HW26.70) Uma corrente é estabelecida num tubo de 
descarga de gás quando uma ddp suficientemente alta é 
aplicada entre os dois eletrodos no tubo. O gás se ioniza; os 
elétrons movem-se em direção ao terminal positivo e os íons 
positivos monovalentes positivos, em direção ao terminal 
negativo. Qual a corrente num tubo de descarga de hidrogênio 
no qual 3,1⋅1018 elétrons e 1,1⋅1018 prótons passam através da 
seção reta do tubo a cada segundo? (0,67 A) 
Resistência elétrica e Lei de Ohm 
7) (HW26.20) Uma pessoa pode ser eletrocutada, se uma 
corrente tão pequena quanto 50 mA passar perto do seu 
coração. Um eletricista que trabalha com as suas mãos suadas, 
o que reduz bastante a resistência da pele, segura dois fios 
desencapados, um em cada mão. Se a resistência dele for de 
2,0 kΩ, qual será a voltagem fatal? (100 V) 
8) Dois fios, um de cobre e outro de ferro, têm a mesma 
resistência e o mesmo comprimento. O diâmetro do fio de 
cobre é 1,2 mm. Qual o diâmetro do fio de ferro? (2,9 mm) 
9) (HW26.16) Um fio de 4,00 m, com 6,00 mm de diâmetro, 
tem uma resistência de 15,0 mΩ. Se uma ddp de 23,0 V for 
aplicada entre as extremidades do fio, calcule: (a) a corrente; 
(b) a densidade de corrente; (c) a resistividade do material. 
(1,53 kA; 54,1 MA/m2; 10,6⋅10-8 Ω⋅m) 
10) Mostre que E = ρJ, em um fio condutor. 
11) (HW26.15) Um fio de nicromo, com 1,0 m de comprimento 
e 1,0 mm2 de seção reta, conduz uma corrente de 4,0 A, 
quando há uma ddp de 2,0 V entre as suas extremidades. Qual 
a condutividade do nicromo? (2,0x106/Ω⋅m) 
12) (HW26.18) Certo fio tem resistência R. Qual é a 
resistência de um segundo fio, feito do mesmo material, mas 
que tem a metade do comprimento e do diâmetro do primeiro? 
(2R) 
13) (HW26.29) Quando uma ddp de 115 V é aplicada às 
extremidades de um fio de 10 m de comprimento e 0,30 mm de 
raio, a densidade de corrente é 14 kA/m2. Determine a 
resistividade do fio. (8,2x10-4 Ωm) 
Potência e Energia 
14) Mostre que a potência necessária para manter uma 
corrente i, entre dois pontos com ddp V, é P = Vi. 
15) (HW26.38) Um estudante deixou ligado um rádio de 9,0 V 
e 7,0 W, no volume máximo, das 9 h às 14 h. Que carga passou 
através desse rádio? (14 kC) 
16) Um quilowatt-hora corresponde a quantos joules? 
17) Numa tarde de verão, surge uma ddp de 25,0 MV entre 
dois pontos da atmosfera, o que é suficiente para produzir 
uma breve descarga elétrica (raio). Avaliando a corrente em 
torno de 200 kA, durante um milésimo de segundo, calcule a 
energia elétrica liberada durante a produção deste raio, em 
quilowatts-hora. Compare o valor obtido com o consumo mensal 
de energia elétrica em sua casa. (5,00 GJ = 1.389 kW⋅h) 
18) (H) O valor máximo da corrente que pode percorrer com 
segurança em um fio de cobre nº 10 (0,254 cm de diâmetro) é 
25,0 A. Para esta corrente, calcule: (a) a densidade de 
corrente; (b) o campo elétrico; (c) a ddp correspondente a 
300 m de fio; (d) a taxa pela qual a energia é dissipada nestes 
300 m de fio. (4,93 MA/m2; 83,4 mV/m; 25,0 V; 625 W) 
19) (HW26.58) Uma ddp de 1,2 V é aplicada nos 33 m de 
comprimento de um fio de cobre nº 18 (0,10 cm de diâmetro). 
Calcule: (a) a corrente; (b) a densidade de corrente; (c) o 
campo elétrico; (d) a taxa pela qual a energia é dissipada pelo 
efeito Joule. (1,7 A; 2,15 MA/m2; 36 mV/m; 2,0 W) 
20) (HW26.43) Um aquecedor de 1,25 kW é construído para 
operar sob uma tensão de 115 V. Calcule: (a) a corrente e (b) a 
resistência do fio do aquecedor. (c) Quantas calorias são 
fornecidas pelo aquecedor em uma hora? Use: 1 cal = 4,186 J. 
(10,9 A; 10,6 Ω; 1,08 Mcal) 
21) (H) (a) Qual o trabalho realizado por uma fonte de 12 V de 
fem sobre um elétron, quando ele passa do terminal positivo 
para o negativo? (b) Se passarem 3,4⋅1018 elétrons por 
segundo, qual será a potência da fonte? (1,9⋅10−18 J; 6,5 W) 
22) (HW27.2) Uma bateria de automóvel de 12 V tem uma 
carga inicial de 120 A⋅h. Suponha que a ddp entre os seus 
terminais permaneça constante até que a bateria esteja 
completamente descarregada, durante quantas horas ela 
poderá fornecer a potência de 100 W? (14,4 h) 
23) (HW27.3) Uma bateria de 6,00 V mantém uma corrente 
de 5,00 A, num circuito, durante 6,00 min. Qual a redução da 
energia química na bateria durante este tempo? (10,8 kJ) 
(~ENADE-2008) Um chuveiro elétrico de uma residência 
alimentada com tensão de 220 V opera em duas posições: 
inverno (4,4 kW) e verão (2,2 kW). (a) É adequado o uso de um 
disjuntor de 15 A para proteger o circuito desse chuveiro? 
(b) A resistência do chuveiro é maior em que posição? 
(c) Calcule a potência dissipada pelo chuveiro na posição 
inverno, se ele fosse instalado em uma residência alimentada 
com 110 V. (Não; verão; 1,1 kW) 
Referência: HALLIDAY, RESNICK e WALKER. Fundamentos de Física, vol. 3, 8ª ed. 
Rio de Janeiro: LTC, 2009.