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___________________________________________________________________________________________ Física Teórica II Terceira Prova – 2. semestre de 2014 – 29/11/2014 ALUNO _________________________________________________________ TURMA _______ PROF. _______________________ ______________________________________________________________________________________________________________._____________ ATENÇÃO LEIA ANTES DE FAZER A PROVA 1 – Assine antes de começar a prova. 2 – Os professores não poderão responder a nenhuma questão, a prova é autoexplicativa e faz parte da avaliação o entendimento da mesma. 3 – A prova será feita em 2 horas, impreterivelmente, sem adiamento, portanto, seja objetivo nas suas respostas. 4 – Não é permitido o uso de calculadora. A prova consiste em 20 questões objetivas (múltipla escolha). 1 - Deverão ser marcadas com caneta. 2 - Não serão aceitas mais de duas respostas a não ser que a questão diga explicitamente isto. 3 - Caso você queira mudar sua resposta explicite qual é a correta. CASO ALGUMA QUESTÃO SEJA ANULADA, O VALOR DA MESMA SERÁ DISTRIBUIDO ENTRE AS DEMAIS. Boa Prova Formulário Usar em toda a prova as aproximações: 3, 21,4 e 31,7 NOTA DA PROVA A 01) (0,5 ponto) Uma espira de cobre circular, com uma área de 2,0m2 se situa num plano perpendicular a um campo magnético dependente do tempo, apontando para fora da página como mostra a figura. A variação do campo com o tempo é representada no gráfico. Qual das afirmações na tabela abaixo está incorreta? Tempo fem induzida a) 1s zero volts b) 4s 2,5 V, sentido anti-horário c) 5s 2,5 V, sentido anti-horário d) 7s 10 V, sentido horário e) 9s 10 V, sentido anti-horário 02) (0,5 ponto) Em um circuito oscilante LC, a energia total armazenada é U e a carga máxima no capacitor é Q. Quando a carga do capacitor é Q/2, a energia armazenada no indutor é: a) U/2 b) U/4 c) 4U/3 d) 3U/2 e) 3U/4 03) (0,5 ponto) No circuito RL abaixo, determine o tempo necessário para que a corrente no circuito atinja 2/3 de seu valor máximo após o acionamento da chave s. a) t = L/R.ln(3) b) t = L/R.ln(1/2) c) t = L/R.ln(2/3) d) t = L/R.ln(3/2) e) t = L/R.ln(2) 04) (0,5 ponto) Um capacitor ideal de 4µF é carregado com uma ddp de 10V e em seguida, ligado em paralelo a um indutor também ideal de 1µH. A corrente máxima no circuito será: a) Imáx = 5A b) Imáx = 2A c) Imáx = 4A d) Imáx = 10A e) Imáx = 20A 05) (1,5 pontos)Um fio fino é usado para fazer uma espira semi-circular de raio 0,20m. A espira está numa região onde existe um campo magnético uniforme (interior da linha pontilhada), perpendicular à área da espira, como mostra a Figura1 abaixo, cujo módulo do campo varia no tempo da forma B(t)= 4,0t2+20t+3,0 (T). Toda a parte de baixo da espira está numa região sem campo magnético. A resistência da espira vale 3,0Ω. (Considere p =3) 05-a) (0,5 ponto) Qual é a intensidade da força eletromotriz induzida na espira em t=10s, considerando a Figura1? a) 4,0mV b) 120V c) 6,0V d) 100V e) 12mV 05-b) (0,5 ponto) Qual é a intensidade e o sentido da corrente induzida no instante t=10s, considerando a Figura1? a) 18A , sentido horário. b) 18A , sentido anti-horário. c) 2,0A , sentido horário. d) 2,0A , sentido anti-horário. e) 1,0A , sentido horário. 05-c) (0,5 ponto) Uma fonte contínua de fem 3,0V é colocada na parte inferior da espira como mostra a Figura 2. Assinale a afirmação correta para a corrente total em t=10s. a) 3,0A , sentido horário. b) 3,0A , sentido anti-horário. c) 1,0A , sentido horário. d) 1,0A , sentido anti- horário. e) 2,0A , sentido horário. 06) (0,5 ponto) Os diagramas abaixo mostram os fasores Vmáx (linhas sólidas) e Imáx (linhas tracejadas) para cinco circuitos RLC em série. Qual dos gráficos representa o circuito onde a reatância capacitiva é maior do que a reatância indutiva? 07) (1,0 ponto) Um circuito de corrente alternada é mostrado na figura abaixo. A corrente eficaz (rms) medida vale 8,0 A. 07-a) (0,5 ponto) Qual é a capacitância do capacitor? a) 200 mF b) 20 μF c) 12,5 μF d) 200 μF e) 17 μF 07-b) (0,5 ponto) Qual é o valor da fem rms? a) 90 V b) 80 V c) 2,0 V d) 400V e) 100V 08) (0,5 ponto) Um circuito LC-paralelo, tem um indutor fixo L e um capacitor variável CV e é usado para sintonizar uma rádio FM. Um ouvinte escuta o rádio em uma estação de frequência f1 correspondendo ao valor C1 do capacitor variável. O ouvinte não está gostando da programação e resolve mudar para uma nova estação de frequência f2=5f1. Qual é o novo valor, em função do valor anterior C1, que o capacitor variável vai experimentar? a) CV = C1/5. b) CV = 5C1. c) CV = C1/25. d) CV = 25C1. e) CV = 15C1. 09) (0,5 ponto) Na figura abaixo apresentamos um gráfico da corrente em função da freqüência num circuito RLC em série e três valores diferentes de R (R=100Ω, R=30Ω e R=10Ω). Sabendo que a voltagem máxima aplicada pelo gerador de corrente alternada ao circuito é 10V, assinale a alternativa correta: a) A frequência de ressonância é 1000rad/s b) A corrente não depende da resistência. c) Quanto maior a resistência, maior é a potencia média. d) Quanto menor a resistência, menor é a corrente. e) Todas as afirmações anteriores são falsas 10) (0,5 ponto) Um capacitor de placas paralelas de 10 µF inicialmente descarregado é ligado a uma fonte DC de 10V através de um resistor R=20Ω. Determine a máxima corrente de deslocamento no capacitor. a) 10A b) 20A c) 1,0A d) 0,5A e) 2,0A 11) (0,5 ponto) Um anel condutor é colocado em um plano que o divide em duas partes: Superior A e inferior B, como mostra a figura. Um imã cai em queda livre para o interior do anel, passando do plano superior A para o plano inferior B. Um observador olhando a queda de A para B verá a corrente induzida no anel: a) No sentido horário enquanto o imã estiver no plano A e anti-horário quando estiver no plano B. b) No sentido anti-horário enquanto o imã estiver no plano A e horário quando estiver no plano B. c) No sentido horário enquanto o imã estiver no plano A e também horário quando estiver no plano B. d) No sentido anti-horário enquanto o imã estiver no plano A e também anti- horário quando estiver no plano B. e) Não haverá corrente induzida pois o campo Magnético se anula por simetria entre os planos A e B. 12) (0,5 ponto) Num circuito RLC em série, quando a freqüência da corrente alternada cai a metade, a) a reatância indutiva é dobrada e a capacitiva cai à metade. b) a reatância indutiva é dobrada e a capacitiva é dobrada. c) a reatância indutiva e a capacitiva cai à metade. d) a reatância indutiva cai à metade e a capacitiva é dobrada. e) as reatâncias do circuito permanecem as mesmas. 13) (0,5 ponto) Uma espira circular de área A, gira com velocidade angular ω imersa em uma região de campo magnético B, homogêneo e constante no tempo. A espira tem resistência R. A corrente induzida na espira será: a) i = (ABω).sen(ωt)/R b) i = (AB).sen(ωt)/ωR c) i = (ABω).cos(ωt)/R d) i = (ABω).sen(ωt)/R e) i = (ABω).cos(ωt)/R 14) (1,5 pontos) Uma barra condutora é colocada sobre dois trilhos paralelos condutores ligados por uma resistência de 50Ω. Um campo magnético homogêneo, de intensidade igual a 0,3T, é aplicado perpendicular à área da figura formada pelos fios e a barra, com seu sentido para fora do papel. Fazemos a barra se mover para a direita com uma velocidade constante de 10m/s. 14-a) (0,5 ponto) Qual é a intensidade da diferença de potencial nos extremos da resistência? a) 3,0 V b) 1,5V c) 4,5V d) 6,0V e) 2,0V 14-b) (0,5 ponto) Qual é a intensidadee o sentido da corrente induzida? a) 0,06A, sentido horário. b) 0,03A, sentido horário. c) 0,05A, sentido horário. d) 0,03A, sentido anti-horário. e) 0,05A, sentido anti-horário. 14-c) (0,5 ponto) Devido à corrente, há uma força magnética sobre a barra, no sentido oposto ao de seu movimento, então para manter a barra em movimento é necessário que se realize trabalho. Qual é a taxa de energia gasta por unidade de tempo para manter está barra com essa velocidade? a) 7,0W b) 10W c) 1,0W d) 4,510-2 W e) 8,010-4 W 15) (0,5 ponto) Em um circuito RLC série, a condição de ressonância, força a: a) a ddp sobre o indutor = a ddp sobre o resistor. b) a ddp sobre o resistor = a ddp sobre o capacitor c) a diferença entre VR(ddp sobre o resistor) e Vc(ddp sobre o capacitor) > 0 d) a diferença entre VL(ddp sobre o indutor) e Vc(ddp sobre o capacitor) = 0 e) o ângulo de fase = π/2 Física Teórica II
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