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FÍSICA - ELETRICIDADE - RESISTORES Rua Baronesa, 705 - sala 206 - Praça Seca Telefones: 39022608 - 994306166 1 U(V) 40 30 20 10 0 10 20 50 i (mA) AS RESPOSTAS ESTÃO NO FINAL DOS EXERCÍCIOS. 1. Um resistor tem resistência igual a 50Ω, sob ddp U = 60V. Calcule a intensidade de corrente que o atravessa. 2. Um resistor ôhmico, quando submetido a uma ddp de 20V, é atravessado por uma corrente elé- trica de intensidade 4,0A. Qual a ddp nos termi- nais do resistor quando percorrido por outra cor- rente elétrica de 1,2A? 3. Aplica-se uma ddp nos terminais de um resistor e mede-se a intensidade de corrente que o atraves- sa. Repete-se a operação para ddps diferentes e constrói-se o gráfico, obtendo a curva característi- ca do resistor. Determine o valor da resistência e- létrica desse resistor. U(V) 12 8 4 i (A) 0 0,2 0,4 0,6 4. Variando-se a ddp aplicada a um condutor e medindo-se as intensidades de corrente, obtêm-se os resultados da tabela abaixo: U(V) 0 10 30 50 80 i(A) 0 0,25 0,50 0,75 0,85 Verifique se o condutor é linear. 5. O gráfico ao lado representa a curva caracterís- tica de um resistor ôhmico. U(V) 36 i (A) 0 8,0 Determine: a) a resistência elétrica do resistor; b) a ddp nos terminais do resistor quando per- corrido por corrente de intensidade 1,6A. 6. Um condutor X tem a curva característica con- forme o gráfico dado. Calcule sua resistência aparente quando é percor- rido pela corrente de 10mA. 7. Um resistor de resistência elétrica R = 20Ω é percorrido por uma corrente elétrica de intensida- de 3,0A. Determine: a) a potência elétrica consumida pelo resistor; b) a energia elétrica consumida no intervalo de tempo de 20s. 8. Em 0,5kg de água contida em um recipiente mergulha-se durante 7min um resisto r de resis- tência elétrica 2Ω. Dados: calor específico da á- gua 1cal/gºC e 1cal = 4,2J. Se o resistor é percor- rido por uma corrente elétrica de 5A, calcule a e- levação da temperatura da água, supondo que não haja mudança de estado. 9. Uma torneira elétrica fornece 2l/min de água à temperatura de 40°C, sendo que a temperatura da água na entrada é de 20°C. A resistência elétrica da torneira vale 28Ω. Calcule a intensidade de corrente que atravessa a resistência da torneira. (Dados: densidade da água d = 1kg/l, calor especí- fico da água c = 1cal/gºC e 1cal = 4,2J.) 10. Em um chuveiro elétrico lê-se a inscrição 2200W - 220V. a) Qual a resistência elétrica do chuveiro quan- do em funcionamento? b) Quando ligado corretamente, qual a intensi- dade de corrente que o atravessa? c) Estando o chuveiro ligado corretamente, o que se deve fazer na sua resistência elétrica para se aumentar a potência elétrica dissipa- da? 11. Dobra-se a ddp aplicada a um resisto r. O que acontece com a potência por ele dissipada? 12. Um resistor, ligado a uma fonte de ddp cons- tante, dissipa a potência de 84W e é utilizado para aquecer 1000g de água durante 30s. Sendo o calor específico da água c = 1cal/gºC e 1cal = 4,2J, calcule a elevação da temperatura da água. 13. Em um recipiente estão colocados 10kg de á- gua e um resistor de 4,2Ω. O resistor é ligado a um gerador durante 200s. Um termômetro coloca- do dentro da água registra um aumento de tempe- ratura de 8°C. Sendo o calor específico da água 1cal/gºC e 1cal = 4,2J, calcule a intensidade de corrente que atravessa o resistor. 14. Por um chuveiro fluem 40l de água durante 7min. Sabendo-se que á temperatura da água sofre uma variação de 10°C, determine a potência do chuveiro. Expresse sua resposta em 102W. (Dados: calor específico da água c = 1,0cal/gºC, sendo 1,0cal = 4,2 joules; densidade da água d=1,0kg/l.) 15. Um aquecedor utiliza uma resistência elétrica de 20Ω. Esse aquecedor é imerso em 1 litro de á- gua a 10°C e ligado a uma tomada, de modo que é percorrido por uma corrente de 10A. Calcule em quanto tempo a temperatura da água atinge 60°C. FÍSICA - ELETRICIDADE - RESISTORES Rua Baronesa, 705 - sala 206 - Praça Seca Telefones: 39022608 - 994306166 2 (Dados: calor específico da água c = 1cal/gºC e 1cal = 4,2J.) 16. Um resistor tem seus terminais submetidos a uma certa ddp. Reduzindo à metade a resistência elétrica do resistor e mantida constante a ddp, o que acontece com a potência por ele dissipada? 17. Aplica-se a ddp de 100V nas extremidades de um fio de 20m de comprimento e seção circular de área 2mm2. Sabendo-se que a corrente elétrica que circula tem intensidade 10A, calcule a resistivida- de do material que constitui o fio em Ω.cm. 18. A resistência elétrica de um resistor de fio me- tálico é 60Ω. Cortando-se um pedaço de 3m do fi- o, verifica-se que a resistência do resistor passa a ser 15Ω. Calcule o comprimento total do fio. 19.Um fio de cobre tem comprimento de 120m e a área de sua seção transversal é 0,50mm2. Sabendo- se que a resistividade do cobre a 0°C é 1,72.10- 2Ω.mm2/m, determine a resistência do citado fio a 0°C. 20. O filamento de tungstênio de uma lâmpada tem resistência de 20Ω a 20ºC. Sua seção transversal mede 1,102.10-4mm2 e que a resistividade do tungstênio a 20°C é 5,51.10-2Ω.mm2/m, determine o comprimento do filamento. 21. Um resistor em forma de fio tem resistência elétrica de 100Ω. Se a ele foi acrescentado um fio idêntico mas com 0,5m de comprimento, a resis- tência passa a ser 120Ω. Determine o comprimen- to do resistor original. 22. Um fio condutor de certo material tem resis- tência elétrica R. Qual será a resistência de um outro fio do mesmo material e comprimento, po- rém de diâmetro igual ao dobro do primeiro? 23. Sabe-se que a resistência elétrica de um fio ci- líndrico é diretamente proporcional ao seu com- primento e inversamente proporcional à área de sua seção reta. a) O que acontece com a resistência do fio quando triplicamos o seu comprimento? b) O que acontece com a resistência do fio quando duplicamos seu raio? 24. Um resistor dissipa 60W de potência quando ligado sob ddp de 220V. Supondo invariável a re- sistência elétrica do resistor, determine a potência elétrica dissipada no mesmo quando ligado sob ddp de 110V. 25. A curva característica de um elemento resisti- vo é vista na figura. U(V) 4 3 2 1 0 6 8 10 i (mA) a) Qual a potência dissipada quando i = 10mA? b) Qual é a carga que passa em 10s, quando U = 2,0volts? 26. A potência de um chuveiro elétrico é 2200W. Considere 1cal = 4J. Qual a variação de tempera- tura da água ao passar pelo chuveiro com uma va- zão de 0,022l/s? (Dados: calor específico da água: 1cal/gºC; densidade da água: 1kg/l.) 27. Congelou-se um grande volume de água em torno de um resistor de resistÊnciaelétrica de 4kΩ e fez-se passar por este uma corrente de 2A, até que 1kg de gelo se fundiu. Sabendo que o gelo se encontra a 0°C: e que o calor de fusão deste é 80cal/g, calcule durante quanto tempo o circuito esteve ligado. Considere 1cal = 4,2J. 28. Acende-se uma lâmpada de 100W que está i- mersa num calorímetro transparente contendo 500g de água. Em 1min40s a temperatura da água sobe 4,5°C. Que porcentagem de energia elétrica fornecida à lâmpada é convertida em luz? (Consi- dere o calor específico da água 4,2J/gºC, e que a luz produzida não é absorvida pelo calorímetro. Despreze a capacidade térmica do calorímetro e da lâmpada.) 29. Um aquecedor elétrico de 220V - 8000W apre- senta um rendimento de 80%, fornecendo uma va- zão de 0,08l/s de água. Se o aquecedor for ligado a uma tomada de 110V, qual a temperatura da á- gua na saída do aquecedor, sabendo-se que a mes- ma entra no aparelho a uma temperatura de 22°C? (Dados: 1J = 0,24cal; calor específico da água c = 1cal/gºC; densidade da água d = 1kg/l.) 30. Um chuveiro elétrico de 220V dissipa uma po- tência de 2,2kW. a) Qual o custo de um banho com 10min de du- ração se a tarifa é de R$4,00 por kWh? b) Desejando-se duplicar a variação de tempe- ratura da água mantendo-se constante a sua vazão, qual deve ser a nova resistência do chuveiro? 31. Um estudante deseja aquecer 1,2 litros de água contido em um recipiente termicamente isolado e de capacidade térmica desprezível, com o auxilio de um resistor imerso na água e conectado direta- mente a uma bateria de 12Vede resistência interna praticamente nula. FÍSICA - ELETRICIDADE - RESISTORES Rua Baronesa, 705 - sala 206 - Praça Seca Telefones: 39022608 - 994306166 3 U(V) 20 i (A) 0 10 Quanto deve valer a resistência (R) desse resis- tor para que a temperatura da água seja elevada de 20°C para 32°C em 42min? (1cal = 4,2J) 32. Sabe-se que: I - a corrente elétrica que atravessa um fio con- dutor é inversamente proporcional à resistência elétrica do fio; II - a resistência elétrica de um fio condutor é inversamente proporcional à área de sua seção re- ta. Baseado nessas informações, resolva os itens a e b abaixo. a) Como a corrente de um fio condutor está re- lacionada com a área da seção reta do fio? b) Se a corrente que atravessa um fio de 1mm de raio é 5A, qual será a corrente que atra- vessa um fio do mesmo material, de mesmo comprimento e raio igual a 2mm, submetido à mesma diferença de potencial? 33. Durante o inverno, o chuveiro elétrico da resi- dência de um eletricista-aprendiz não esquenta a água o suficiente para proporcionar "aquele" ba- nho. Ele resolve, então, duplicar o comprimento do fio metálico que compõe a resistência do chu- veiro, pretendendo, com isso, que ela aqueça mais ainda a mesma quantidade de água. a) O eletricista-aprendiz consegue seu intento? Explique. Se você discorda da idéia dele, dê outra sugestão. b) Se a ddp nos terminais da resistência de 100Ω do chuveiro for de 220V, qual será a corrente que a percorrerá? Nesse caso, se o kWh custar R$4,00, que importância será gasta por semana, caso o chuveiro seja usa- do durante 1h por dia? 34. Medidas de intensidade de corrente e ddps fo- ram realizadas com dois condutores de metais di- ferentes e mantidos à mesma temperatura, encon- trando-se os resultados da tabela seguinte: Condutor 1 Condutor 2 i (A) U (V) i (A) U (V) 0 0 0 0 0,5 2,18 0,5 3,18 1,0 4,36 1,0 4,36 2,0 8,72 2,0 6,72 4,0 17,44 4,0 11,44 Nessas condições pode-se afirmar que: a) ambos os condutores obedecem à Lei de Ohm. b) nenhum dos condutores obedece à Lei de Ohm. c) somente o condutor 1 obedece à Lei de Ohm. d) somente o condutor 2 obedece à Lei de Ohm. e) nenhuma das anteriores. 35. Alguns elementos passivos de um circuito elé- trico são denominados resistores ôhmicos por o- bedecerem à Lei de Ohm. Tal lei afirma que: a) mantida constante a temperatura do resistor, sua resistência elétrica é constante, inde- pendente da tensão aplicada. b) a resistência elétrica do resistor é igual à ra- zão entre a tensão que lhe é aplicada e a cor- rente que o atravessa. c) a potência dissipada pelo resistor é igual ao produto da tensão que lhe é aplicada pela corrente que o atravessa. d) o gráfico tensãoxcorrente para o resisto r é uma linha reta que passa pela origem, inde- pendente de sua temperatura ser ou não man- tida constante. e) a resistência elétrica do resistor aumenta com o aumento de sua temperatura e diminui com a diminuição de sua temperatura. 36. Um resistor é ôhmico até 100V, tendo resis- tência de 60Ω. Aplica-se no mesmo uma ddp de 30V e, depois, de 60V. A variação ocorrida na re- sistência do resistor é de: a) 3Ω b) zero c) 6Ω d) 9Ω e) 12Ω 37. O gráfico representa a tensão elétrica (dife- rença de potencial) em função da intensidade de corrente elétrica em um resistor. Se o resistor for submetido a uma tensão elétrica de 4,0V, a sua po- tência elétrica será de: a) 200W c) 2,0W b) 8,0W d) 4,0W e) 40W 38. Sobre um ferro elétrico você localiza uma pla- queta onde se identifica o símbolo do fabricante e as seguintes indicações: 750W - 110V. A resistên- cia desse ferro quando em funcionamento é: a) 110Ω c) 7Ω e) 16Ω b) 750Ω d) 8,25.103Ω 39. Considerando uma lâmpada incandescente, de 60W - 120V, todas as afirmativas estão corretas, EXCETO: FÍSICA - ELETRICIDADE - RESISTORES Rua Baronesa, 705 - sala 206 - Praça Seca Telefones: 39022608 - 994306166 4 a) A lâmpada converte em 1,0h cerca de 2,2.105 joules de energia elétrica em luz e calor. b) A resistência da lâmpada acesa vale 2,4.102Ω. c) A potência elétrica dissipada pela lâmpada, sob uma tensão de 90 volts, é menor do que 60 watts. d) A resistência da lâmpada é a mesma, quer esteja acesa, quer esteja apaga- da. e) A intensidade da corrente, na lâmpada acesa, é de 0,50 A. 40. Um condutor de resistência elétrica igual a 20 ohms, 'submetido a uma ddp de 10 volts, em 2,0min, dissipa uma energia, em joules, de: a) 3,0.102 c) 10.102 e) 40.102 b) 6,0.102 d) 12.102 41. Em certo chuveiro elétrico de 2200W - 220V cortou-se a resistência ao meio; em virtude deste corte, a nova potência do chuveiro será: a) 550W d) a mesma de antes b) ll00W e) nenhuma das anteriores c) 4400W 42. Um chuveiro elétrico deve operar sob tensão de 220V. Se o resistor do chuveiro tiver resistên- cia elétrica R, sua potência elétrica será igual a P. Se o resistor do chuveiro tiver resistência elétrica 2R, sua potência elétrica será igual a: a) 2 P b) P c) 2P d) 4 P e) 4P 43. Pedro mudou-se da cidade de São José dos Campos para São Paulo, levando consigo um a- quecedor elétrico. O que deverá ele fazer para manter a mesma potência de seu aquecedor elétri- co, sabendo-se que a ddp na rede em São José dos Campos é de 220V, enquanto em São Paulo é de 110V? Deve substituir a resistência do aquecedor por outra: a) quatro vezes menor. d) oito vezes menor. b) quatro vezes maior. e) duas vezes menor. c) oito vezes maior. 44. Um estudante resolveu acampar durante as fé- rias de verão. Em sua bagagem levou uma lâmpada com as especificações: 220V - 60W. No camping escolhido, a redeelétrica é de 110V. Se o estudan- te utilizar a sua lâmpada na voltagem do camping: a) não terá luz, pois a lâmpada “queimará”. b) ela brilhará menos, porque a potência dissi- pada será de 15W. c) ela brilhará menos, porque a potência dissi- pada será de 30W. d) ela brilhará normalmente, dissipando a po- tência de 60W. e) ela brilhará mais, porque dissipará uma po- tência de 120W. 45. Dois chuveiros elétricos, um de 110V e outro de 220V, de mesma potência, adequadamente liga- dos, funcionam durante o mesmo tempo. Então, é correto afirmar que: a) o chuveiro ligado em 110V consome mais energia. b) ambos consomem a mesma energia. c) a corrente é a mesma nos dois chuveiros. d) as resistências dos chuveiros são iguais. e) no chuveiro ligado em 220V a corrente é maior. 46. No caso de um chuveiro ligado à rede de dis- tribuição de energia: a) diminuindo-se a resistência do aquecedor, reduz-se a potência consumida. b) aumentando-se a resistência do aquecedor e conservando-se constante a vazão, a tempe- ratura da água aumenta. c) para se conservar a temperatura da água, quando se aumenta a vazão, deve-se diminu- ir a resistência do aquecedor. d) a potência consumida independe da resistên- cia do aquecedor. e) nenhuma das anteriores. 47. A chave de ligação de um chuveiro pode ser colocada em três posições, nas quais está escrito: fria, morna, quente. A resistência elétrica que a- quece a água varia com estas posições, assumindo, não respectivamente, os valores média, baixa, alta. A correspondência certa é: a) água quente, resistência baixa. b) água fria, resistência baixa. c) água quente, resistência média. d) água morna, resistência alta. e) nenhuma das correspondências anteriores é correta. 48. Considere um resistor para chuveiro elétrico e uma lâmpada elétrica com os seguintes dados no- minais: resistor: 220V - 2200W; lâmpada: 110V - 110W. Verifique qual a opção correta, supondo que o resistor e a lâmpada estão ligados na tensão correta: FÍSICA - ELETRICIDADE - RESISTORES Rua Baronesa, 705 - sala 206 - Praça Seca Telefones: 39022608 - 994306166 5 a) O resistor e a lâmpada têm resistências elé- tricas iguais. b) O resistor e a lâmpada são percorridos por correntes elétricas de mesma intensidade. c) A lâmpada e o resistor consomem a mesma energia elétrica para o mesmo tempo de uti- lização. d) A corrente elétrica na lâmpada é dez vezes mais intensa do que no resistor. e) O resistor consome energia elétrica vinte ve- zes maior que a da lâmpada, para o mesmo tempo de utilização. 49. Têm-se cinco fios condutores F1, F2, F3, F4 e F5, de mesmo material e à mesma temperatura. Os fios apresentam comprimento e área de seção transversal dados pela tabela abaixo: Sendo R a resistência elétrica de F1, podemos afirmar que F2, F3, F4 e F5 têm resistências elétricas, respectivamente: Comprimento Área de seção transversal F1 f A F2 2f A F3 f 2A F4 f 2 A a) 2R; 2R; 2 R ; R d) 2 R ; 2R; 2R; R b) 2R; 2 R ; 2R; 4R e) R; 2R; 2 R ; 4R c) 2R; 2 R ; 2R; R 50. Um fio cilíndrico de comprimento l e raio de seção reta r apresenta resistência R. Um outro fio, cuja resistividade é o dobro da primeira, o com- primento é o triplo, e o raio 3 r , terá resistência i- gual a: a) 54 R b) 2R c) 6R d) 18R e) 54R 51. Dois fios, um de cobre com resistividade 1,7.10-8Ω.m e outro de alumínio com resistividade 2,8.10-8Ω.m, possuem mesmo comprimento e mesmo diâmetro. Se ambos forem percorridos pela mesma corrente i, pode-se afirmar que: a) as resistências ôhmicas dos dois fios são i- guais. b) a ddp é menor no fio de cobre. c) o fio de cobre fica submetido a um campo elétrico maior do que do fio de alumínio. d) a perda de energia pelo efeito Joule é menor no fio de alumínio. e) se os dois fios forem submetidos a uma mes- ma tensão, separadamente, a corrente elétri- ca será a mesma nos dois fios. 52. Submetem-se dois fios A e B, feitos de um mesmo metal, à mesma tensão elétrica. O compri- mento do fio A é o dobro do comprimento do fio B e a área de seção reta de A é igual à metade da se- ção reta de B. Qual a razão entre as intensidades das correntes elétricas em A e B B A i i ? a) 4 b) 2 c) 1 d) 2 1 e) 4 1 Respostas 1. 1,2 A 2. 6V 3. Resposta: 20Ω 4. O condutor é não-linear. 5. a) 4,5Ω b) 7,2V 6. 2kΩ 7. a) 1,8.102W b) 3,6.103J. 8. 10°C 9. 10 A 10. a) 22Ω b) 10A c) Diminuir a resistência elétrica do chuveiro. 11. A potência dissipada torna-se quatro vezes maior. 12. 0,6ºC 13. 20A 14. 4000w 15. 105s 16. Dobra 17. Resposta: 10-4Ω.cm 18. Resposta: 4m 19. 4,1Ω 20. 0,04m 21. 2,5m 22. 4 R 23. a) Triplica b) Quarta parte 24. 15w 25. a) 0,04w b) 0,08C 26. 25ºC 27. 21s 28. 5,5% 29. 26,8ºc 30. a) R$1,47 b) 11Ω 31. 6Ω FÍSICA - ELETRICIDADE - RESISTORES Rua Baronesa, 705 - sala 206 - Praça Seca Telefones: 39022608 - 994306166 6 32. a) Diretamente proporcional b) 20A 33. a) Não; o comprimento deve ser diminuído b) 2,2A; R$13,55 34. c 35. a 36. b 37. b 38. e 39. d 40. b 41. c 42. a 43. a 44. b 45. b 46. c 47. a 48. e 49. b 50. e 51. b 52. e
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