Lista de Exercícios Unidade III

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Lista de Exercícios – Unidade III 
1. Durante um experimento no laboratório de física uma partícula com carga igual a 1,5 � 10��� 
se move com velocidade 	
 � �5,0 � 10
� �⁄ ��̂ � ��3,5 � 10
�
�⁄ �� ̂ao atravessar uma região 
com campo magnético. Qual é a força exercida sobre essa partícula para um campo magnético 
(a) ��
 � �2,0	��� ̂e (b) ��
 � �2,0	����? 
2. Uma partícula com massa 2,0 � 10��� igual a e uma carga 1,5 � 10��� em um dado 
instante possui uma velocidade 	
 � �3,0 � 10
� �⁄ ��̂. Qual é o módulo, a direção e o sentido 
da aceleração da partícula produzida por um campo magnético uniforme ��
 � �2,0	���̂ �
�1,0	���̂? 
3. Um elétron sofre a ação de uma força magnética de módulo igual a 5,0 � 10�!"# quando se 
move com uma velocidade 	
 formando um ângulo de 60° em relação a um campo magnético 
com módulo igual a 4,0 � 10���. Calcule a velocidade do elétron. 
4. No laboratório de física o professor montou o circuito formado apenas por indutores, como 
mostra a figura abaixo. E entre os terminais a e b do circuito foi conectada uma bateria. Encontre 
a indutância equivalente. 
 
5. No laboratório de física o professor montou o circuito formado apenas por indutores, como 
mostra a figura abaixo. E entre os terminais a e b do circuito foi conectada uma bateria. Encontre 
a indutância equivalente. 
 
6. Um indutor com indutância de 4,0 H e resistência igual a 10,0 Ω está conectado aos terminais 
de uma bateria com fem de 8,0 V e resistência interna desprezível. Calcule (a) a taxa inicial do 
crescimento da corrente no circuito; (b) a taxa de aumento da corrente no instante em que a 
corrente é igual a 0,75 A. 
7. A força eletromotriz da fonte do circuito da figura abaixo varia com o tempo de tal forma que 
a corrente é dada por I(t) = 4,0 + 6,0t, em que I está em Ampères e t em segundos. Suponha que 
R = 5,0 Ω e L = 10,0 H. Escreva uma expressão para a força eletromotriz da fonte em função de 
t. (Sugestão: Use a regra das malhas.) 
 
8. No instante t = 0, uma diferença de potencial de 20,0 V é aplicada bruscamente a uma bobina 
que possui uma indutância de 48,0 mH e uma resistência desconhecida R. No instante t = 0,30 
ms, a corrente na bobina está variando a uma taxa de 360 A/s. Determine o valor de R. 
9. Um resistor de 20,0 Ω e uma bobina estão conectados em série a uma bateria de 12,0 V com 
resistência interna desprezível, inicialmente a chave encontra-se na posição a, mantendo-se 
dessa forma por um longo tempo, em seguida a chave é alterada para a posição b. (a) Após 3,0 
ms com a chave S na posição b, a corrente diminui para 0,2 A. Calcule a indutância da bobina. 
(b) Calcule a constante de tempo do circuito. (c) Quanto levará para que reste apenas 1,0% da 
corrente inicial? 
 
10. Uma bateria de 30,0 V com resistência interna desprezível, um resistor de 60,0 Ω e um 
indutor de 1,5 mH estão conectados em série a uma chave aberta. A chave é subitamente 
fechada. (a) Quanto tempo após a chave ser fechada a corrente através do indutor atingirá 
metade do seu valor máximo? (b) Qual a taxa de variação da corrente nesse instante de tempo? 
11. Na figura abaixo a fonte é ideal, Ɛ = 12 V, R1 = R2 = 6,0 Ω e L = 5,0 H. A chave S é fechada no 
instante t = 0. Determine, logo após o fechamento da chave, (a) I1, (b) I2, (c) a corrente IS na 
chave, (d) a diferença de potencial V2 entre os terminais do resistor R2, (e) a diferença de 
potencial VL entre os terminais do indutor e (f) a taxa de variação dI2/dt. Determine também, 
muito tempo após o fechamento da chave, (g) I1, (h) I2, (i) IS, (j) V2, (k) VL e (l) dI2/dt. 
 
12. A reatância é uma oposição natural de indutores ou capacitores à variação de corrente 
elétrica e tensão elétrica, respectivamente, de circuitos em corrente alternada. A reatância 
capacitiva pode alterar a amplitude de corrente sobre o capacitor para uma dada tensão 
alternada aplicada sobre o mesmo. Um capacitor de 2,50 μF está conectado através de uma 
fonte cuja amplitude de corrente é mantida constante a 36,0 V, mas cuja frequencia pode variar. 
Calcule a amplitude da corrente para quando a frequência angular for: (a) 200 rad/s; (b) 600 
rad/s; (c) 1000 rad/s. 
13. Você dispõe de um resistor de 240 Ω, de um indutor de 0,530 H, de um capacitor de 3,0 μF 
e uma fonte ca de frequência variável com amplitude de 24,0 V. Todos esses quatro elementos 
são conectados de modo a formar um circuito em série. (a) em qual frequência a corrente no 
circuito atingirá o seu valor máximo? Qual será a amplitude da corrente nessa frequência? (b) 
Qual será a amplitude da corrente para uma frequência angular igual a 560 rad/s? Nessa 
frequência, a voltagem da fonte está adiantada ou atrasada em relação à corrente? 
14. Você dispõe de um resistor de 150 Ω, de um indutor de 0,320 H e de um capacitor de 8,0 μF. 
O resistor, o indutor, o capacitor são ligados em série com uma fonte de tensão de 40,0 V e 
frequência angular igual a 480 rad/s, formando um circuito RLC em série. (a) Qual é a impedância 
do circuito? (b) Qual é a amplitude da corrente? (c) Qual é o ângulo de fase da voltagem da fonte 
em relação à corrente? A voltagem da fonte está adiantada ou atrasada em relação a corrente? 
(d) Calcule a amplitude das voltagens através do resistor, do indutor e do capacitor. 
15. Reatância é uma oposição natural de indutores ou capacitores à variação de corrente elétrica 
e tensão elétrica, respectivamente, de circuitos em corrente alternada. É dada em Ohms e 
constitui, juntamente com a resistência elétrica, a impedância do circuito. (a) Calcule a reatância 
de um indutor de 0,530 H para frequência de 60,0 Hz e 120,0 Hz. (b) Calcule a reatância de um 
capacitor de 4,70 μF para as mesmas frequências. (c) Para qual frequência a reatância de um 
indutor de 0,530 H possui valor igual ao da reatância de um capacitor de 4,70 μF? 
16. O circuito de um refrigerador contém um capacitor na entrada, tais capacitores armazenam 
carga elétrica, e então a liberam sempre que o motor da geladeira precisa ser executado, 
colocando-o em ação. Uma voltagem com amplitude de 210 V e frequência igual a 60,0 Hz é 
aplicada através do capacitor e produz uma corrente com amplitude de 2,40 A através do 
capacitor. Qual é o calor da capacitância C necessária? 
17. Um circuito RLC em série é construído comum resistor de 210 Ω, um capacitor de 15,0 μF e 
um indutor de 20,0 mH, todos conectados através de uma fonte ca com frequência variável e 
uma amplitude de voltagem de 50,0 V. (a) Em qual frequência angular a impedância atingira o 
seu valor mínimo e qual é a impedância nessa frequência? (b) Na frequência angular no item (a), 
qual é a corrente máxima que passa pelo indutor? (c) Qual será a amplitude da corrente para 
uma frequência angular igual a 320 rad/s? Nessa frequência, a voltagem da fonte está adiantada 
ou atrasada em relação à corrente?