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Pá gi na 1 Eletromagnetismo Profa. Rosângela Mengai Accioli – email: prof.rosangela.mengai@gmail.com Adaptação baseada nas informações contidas em: Fundamentos de Física 3 – Eletromagnetismo -‐ 8ª Ed. 2009, Halliday, David; Resnick, Robert; Walker, Jearl, Editora: LTC Física para Cientistas e Engenheiros, volume 1: mecânica, oscilações e ondas, termodinâmica – 6ª Ed. 2010, Tipler, Paul A.; Mosca, Gene; Editora LTC Os Fundamentos da Física – Volume 3 – Eletricidade – 9ª Ed., Ferraro, Nicolau Gilberto; Ferraro, Nicolau Gilberto; Ramalho Junior, Editora: Moderna Exercícios: Eletricidade 1. Na figura, as fontes ideias tem forças eletromotrizes E1 = 12V e E2 = 6V e os resistores tem resistências R1 = 4Ω e R2 = 8Ω. Determine: a. A corrente no circuito; 0,50A b. A potência dissipada em R1; 1,0 W c. A potência dissipada em R2; 2.0 W d. A potência fornecida pela fonte E1; 6.0 W e. A potência fornecida pela fonte E2; 3.0 W f. A fonte 1 está fornecendo ou recebendo energia? A corrente, na fonte 1, tem a mesma direção da fem. Por esta razão, a fonte alimenta o circuito e a bateria está descarregando. g. A fonte 2 está fornecendo ou recebendo energia? A corrente está em oposição à fem, logo a bateria absorve energia do circuito e está carregando. 2. Pretende-‐se obter uma resistência total de 3Ω ligando uma resistência de valor desconhecido a uma resistência de 12Ω. a. Qual deve ser o valor da resistência desconhecida? 4Ω b. As duas resistências devem ser ligadas em série ou em paralelo? Paralelo 3. Na figura, R1 = R2 = 4Ω e R3 = 2,5Ω. Determine a resistência equivalente entre os pontos A e D. 4,5 Ω 4. Quatro resistores de 18Ω são ligados em paralelo a uma fonte ideal de 25 V. Qual é a corrente na fonte? 5,56 A 5. A figura mostra cinco resistores de 5 Ω. Determine a resistência equivalente entre os pontos: a. F e H; 2,5Ω b. F e G. 3,13Ω Pá gi na 2 6. Na figura, R1 = 100Ω, R2 = 50Ω e as fontes ideais forças eletromotrizes E1 = 6V, E2 = 5V e E3= 4V. Determine: a. A corrente em R1; 0,050 A b. A corrente em R2; 0,060 A c. A ddp entre os pontos a e b. 9 V 7. Na figura, a corrente na resistência 6 é i6 = 1,40 A e as resistências são R1 = R2 = R3 = 2Ω, R4 = 16Ω, R5 = 8Ω e R6 = 4Ω. Qual é a força eletromotriz da fonte ideal? 48,3 V 8. Um capacitor C tem uma carga Q. As cargas nas suas placas: a. Q,Q b. Q =2, Q = 2 c. Q, – Q d. Q = 2, –Q = 2 e. Q, 0 9. A capacitância de uma capacitor com placas paralelas é: a. Proporcional à área da placa b. Proporcional à carga armazenada c. Independente do material inserido entre as placas d. Proporcional a ddp entre as placas e. Proporcional ao espaço entre as placas 10. Se a carga em um capacitor de placas paralelas é dobrada: a. Sua capacitância cai pela metade b. Sua capacitância dobra c. O campo elétrico cai pela metade d. O campo elétrico dobra e. A densidade de carga elétrica não muda em nenhuma placa 11. A unidade da corrente elétrica é: a. Quilowatt – hora b. Coulomb/s c. Coulomb d. Volt e. Ohm 12. A corrente elétrica é a medida da(o): a. Força que move uma carga até um determinado ponto b. Resistência ao movimento da carga até um determinado ponto Pá gi na 3 c. Energia necessária para mover uma carga até um determinado ponto d. Quantidade de carga que se move até um determinado ponto por unidade de tempo e. A velocidade com a qual uma carga se move até um determinado ponto 13. Uma lâmpada de 60 W é percorrida por uma corrente de 0,5 A. A quantidade de cargas que passa por uma hora é: a. 120 C b. 3600 C c. 3000 C d. 2400 C e. 1800 C 14. Elétrons se movem para direita em certo fio. Isso indica que: a. Tanto a densidade de corrente como o campo elétrico apontam para a esquerda b. Tanto a densidade de corrente como o campo elétrico apontam para a direita c. A densidade de corrente aponta para a direita e o campo elétrico para a esquerda d. A densidade de corrente aponta para a esquerda e o campo elétrico para a direita e. A densidade de corrente aponta para esquerda, porém o sentido do campo elétrico é desconhecido 15. Se a ddp num resistor é dobrada: a. Somente a corrente dobra b. Somente a corrente é dividida c. Somente a resistência é dobrada d. Somente a resistência é dividida e. Corrente e resistência dobram 16. A especificação de uma lâmpada é 60W – 120V. Sua resistência é: a. 60 Ω b. 120 Ω c. 180 Ω d. 240 Ω e. 15 Ω 17. Uma bateria com uma força eletromotriz de 12 V e uma resistência interna de 1 Ω é usada para carregar uma bateria com uma força eletromotriz de 10 V e uma resistência interna também de 1 Ω. A corrente no circuito é: a. 1A b. 2A c. 4A d. 11A e. 22A 18. Duas lâmpadas, uma de 25W e outra de 100W, são conectadas em série a uma fonte de 110V. Então: a. A corrente na lâmpada de 100W é maior que na de 25W b. A corrente na lâmpada de 100 W é menor que na de 25W Pá gi na 4 c. As duas lâmpadas apresentam o mesmo brilho d. Cada lâmpada tem uma ddp de 55V e. Nenhuma das anteriores 19. Uma bateria é conectada a um circuito em série de dois resistores iguais. Se a ddp na bateria é V e a corrente é i, então: a. A ddp em cada resistor é V e a corrente é i b. A ddp em cada resistor é V/2 e a corrente em cada resistor é i//2 c. A ddp em cada resistor é V e a corrente em cada resistor é i/2 d. A ddp em cada resistor é V/2 e a corrente em cada resistor é i e. Nenhuma das anteriores 20. Três resistores, 2Ω, 4Ω, 6Ω e uma fonte de 24V estão conectados em série. A ddp no resistor de 2Ω é: a. 4V b. 8V c. 12V d. 24V e. 48V 21. A corrente no resistor de 5Ω no arranjo ao lado é: a. 0,42 A b. 0,67 A c. 1,5 A d. 2,4 A e. 3, 0 A 22. Uma bateria é conectada a uma combinação de dois resistores idênticos em paralelo. A ddp da bateria é V e a corrente i, então: a. A ddp em cada resistor é V e a corrente em cada resistor é i b. A ddp em cada resistor é V/2 e a corrente em cada resistor é i/2 c. A ddp em cada resistor é V e a corrente em cada resistor é i/2 d. A ddp em cada resistor é V/2 e a corrente em cada resistor é i e. Nenhuma das anteriores 23. Quatro resistores de 20Ω são conectados em paralelo e combinados com uma fonte de 20 V. A corrente na fonte é: a. 0,25 A b. 1 A c. 4 A d. 5 A e. 100 A 24. A resistência equivalente entre os pontos 1 e 2 no circuito ao lado é: a. 3Ω b. 4Ω c. 5Ω d. 6Ω Pá gi na 5 e. 7Ω 25. Cada resistência, no diagrama ao lado, vale 12Ω. A resistência total do circuito é: a. 5,76 b. 25 c. 48 d. 120 e. Nenhuma das anteriores 26. Nos diagramas ao lado, todasas lâmpadas são idênticas e todas as forças eletromotrizes também. Em qual dos circuitos as lâmpadas apresentam o mesmo brilho que no circuito X? a. A b. B c. C d. D e. E 27. Uma linha com 120V é protegida por um fusível de 15 A. Qual é o número máximo de lâmpadas de 120V – 500 W que podem ser ligadas à linha e manter o brilho normal? a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5 Geradores Elétricos 28. (Unicentro-‐PR) Quando se liga uma resistência de 3,0 Ω a um gerador, a corrente nesse gerador é de 2,0 A. Quando se liga uma resistência de 8,0 Ω ao mesmo gerador, a corrente no gerador passa a valer 1,0 A. Pode-‐se afirmar que a resistência interna r e a força eletromotriz ε do gerador valem: a) r 0 Ω e ε 8,0 V b) r 0 Ω e ε 6,0 V c) r 2,0 Ω e ε 6,0 V d) r 2,0 Ω e ε 8,0 V e) r 2,0 Ω e ε 10 V 29. (Mackenzie-‐SP) No circuito representado abaixo, o gerador de tensão é ideal e a intensidade da corrente elétrica que percorre o resistor de 8 Ω é igual a 1 A. A resistência elétrica do resistor R é: a) 7 Ω b) 6 Ω c) 5 Ω d) 4 Ω e) 3 Ω Pá gi na 6 30. (UFPR) Uma questão tecnológica importante nos dias de hoje consiste em produzir baterias portáteis capazes de armazenar muita energia elétrica. Uma medida da energia que a bateria é capaz de fornecer por unidade de tempo (potência) pode ser obtida a partir do levantamento da curva da tensão produzida entre seus terminais, em função da corrente que passa por ela. Considere uma bateria cujo gráfico U _ i se comporta como mostra a figura. Com base nas informações acima, considere as seguintes afirmativas: 1. A potência máxima fornecida pela bateria vale 1,2 W. 2. A bateria tem uma força eletromotriz, ou fem, que vale 2,5 V. 3. Ao produzir uma tensão de 2,0 V entre seus terminais, a bateria é percorrida por uma corrente de 100 mA. 4. A resistência interna da bateria vale 12,5 Ω. Assinale a alternativa correta. a) Somente a afirmativa 2 é verdadeira. b) Somente as afirmativas 1 e 4 são verdadeiras. c) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras. d) Somente as afirmativas 3 e 4 são verdadeiras. e) Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras. Receptores Elétricos 31. O gráfico abaixo representa as curvas características de um gerador e de um motor elétrico. a) Qual a fem e a resistência interna do gerador? 120 V e 2,5 Ω b) Qual a fem e a resistência interna do motor elétrico? 86,4 V e 0,3 Ω c) Estando o gerador fornecendo energia ao motor apenas, quais os rendimentos elétricos do gerador e do motor elétrico? do gerador: 75%; do motor elétrico: 96% As Leis de Kirchhoff 32. Considerando o esquema e os valores nele indicados, a diferença de potencial entre os pontos X e Y, em volts, é igual a: a) 10 b) 20 c) 50 d) 90 e) 154 33. Determine a diferença de potencial entre os pontos A e B do circuito esquematizado. 3 V Pá gi na 7 34. (Mackenzie-‐SP) No circuito abaixo, os geradores são ideais, as correntes elétricas têm os sentidos indicados e i1 = 1A. O valor da resistência R é: a) 3 Ω b) 6 Ω c) 9 Ω d) 12 Ω e) 15 Ω 35. (PUC-‐SP) A figura mostra um circuito elétrico onde as fontes de tensão ideais têm fem e1 e e2. As resistências de ramo são R1 = 100 Ω, R2 = 50 Ω e R3 = 20 Ω ; no ramo de R3 a intensidade da corrente é de 125 miliampères com o sentido indicado na figura. A fem e2 é 10 volts. O valor de e1 é: a) 3,0 volts b) 2,5 volts c) 2,0 volts d) 1,5 volt e) Zero 36. (Uece) No circuito visto na figura, R _ 10 Ω e as baterias são ideais, com E1 = 60 V, E2 = 10 V e E3 = 10 V. A corrente, em ampères, que atravessa E1 é: a) 2 b) 4 c) 6 d) 8 e) 10 Capacitores 37. Dois capacitores em série, um de 8 _ 10_6 F e outro de 2 _ 10_6 F, estão ligados a uma ddp de 100 V. Determine a carga e a ddp de cada capacitor. Q = 1,6 x 10-‐4 C em cada capacitor; 20 V e 80 V 38. (Uece) Considere os seis capacitores vistos na figura. Suponha que a capacitância de cada capacitor é C, a capacitância equivalente entre os pontos P e Q é: a) 6C b) 5C/12 c) 5C/8 d) 3C Campo Magnético 39. (Fuvest-‐SP) A figura I representa um ímã permanente em forma de barra, onde N e S indicam, respectivamente, polos norte e sul. Suponha que a barra seja dividida em três pedaços, como mostra a figura II. Colocando lado a lado os dois pedaços extremos, como indicado na figura III, é correto afirmar que eles: a) se atrairão, pois A é polo norte e B é polo sul. b) se atrairão, pois A é polo sul e B é polo norte. c) não serão atraídos nem repelidos. d) se repelirão, pois A é polo norte e B é polo sul. Pá gi na 8 e) se repelirão, pois A é polo sul e B é polo norte. 40. (UFV-‐MG) Assinale o diagrama que melhor representa as linhas de indução magnética criadas entre os ímãs. 41. (UEMG) O campo magnético no interior de um solenoide tem intensidade B = 8 X 10-‐2 T, o comprimento do solenoide é L = 0,5π m e a corrente que o atravessa tem intensidade i = 4 A. Sabendo-‐se que μ0 = 4π X 10-‐7 T . m/A, o número de espiras do solenoide será igual a: a) 6.000 b) 2.500 c) 10.000 d) 4.800 e) 25.000 Força Magnética 42. (Mackenzie-‐SP) Um condutor retilíneo de comprimento L é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i e sentido de M para N. Esse condutor, quando se encontra numa região onde existe um campo magnético uniforme de vetor indução 𝐵, perpendicular a ele, fica sob a ação da força F, de intensidade 𝐹 = 𝐵 . 𝑖 . 𝐿 Considerando as situações abaixo, assinale a alternativa que indica corretamente a direção orientada da força F. 43. (UFPA) Eletroímãs são largamente utilizados como guindastes para transporte de cargas metálicas pesadas (ferro). Na figura, representa-‐se esquematicamente um eletroímã constituído de um núcleo de ferro e um solenoide com 1.000 espiras/metro, percorrido por uma corrente elétrica i = 5 A. (Dado: μ0 = 4π . 10-‐7 Tm/A) Pede-‐se: a) fazer um desenho representando esquematicamente as linhas de indução do campo magnético do solenoide da figura; b) considerando que a presença do núcleo de ferro aumenta de 1.000 (mil) vezes o campo magnético no interior do solenoide, em relação ao Pá gi na 9 campo que ele produziria no ar, calcule, em teslas, o campo no eixo do solenoide da figura. Indução 17. Um condutor AB de resistência elétrica 0,50 Ω pode deslizar livremente sobre um fio condutor ideal dobrado em U e imerso num campo magnético uniforme de indução B, perpendicular ao plano do circuito, conforme a figura. B tem intensidade 0,20 T. Um agente externo puxa AB com velocidade constante v, induzindouma corrente elétrica de 2,0 A. Determine: a) o sentido da corrente elétrica induzida; anti-‐horário b) o módulo da velocidade v. 25 m/s 44. (UFV-‐MG) Com uma bobina, fios condutores, uma lâmpada e um ímã, é possível elaborar uma montagem para acender a lâmpada. Pede-‐se: a) traçar o esquema da montagem; b) explicar seu princípio de funcionamento. 45. (UFG-‐GO) Um ímã permanente realiza um movimento periódico para frente e para trás, ao longo do eixo de um solenoide, como mostra a figura abaixo. Esse movimento produz: a) uma corrente induzida no fio que tem sentido anti-‐horário para um observador no ímã. b) um fluxo estacionário de campo magnético através das espiras. c) uma corrente contínua no fio que causa dissipação de energia por efeito Joule. d) uma repulsão entre o solenoide e o ímã, quando eles se aproximam, e atração, quando eles se afastam. e) uma força eletromotriz que independe da frequência de oscilação do ímã. Corrente Alternada 19. (Ufes) O padrão de frequência adotado pelas usinas geradoras de energia elétrica no Brasil é de 60 Hz, enquanto, em outros países, como a Argentina, o padrão é de 50 Hz. É correto afirmar que a corrente elétrica usada nas casas do Brasil é: a) alternada e oscila 60 vezes a cada segundo. b) alternada e oscila 1 vez a cada 60 segundos. c) contínua e oscila 60 vezes a cada segundo. d) contínua e oscila 1 vez a cada 60 segundos. e) contínua e não oscila. Pá gi na 10 20. (PUC-‐RS) Os aparelhos elétricos são construídos para funcionarem com determinadas tensões. Quando a tensão de funcionamento dos aparelhos não coincide com a tensão da fonte, é necessário intercalar entre os dois um transformador. A respeito de um transformador, é correto afirmar que: a) No transformador que eleva a tensão, a potência no secundário é maior do que no primário. b) No transformador que eleva a tensão, o número de espiras no secundário é maior do que no primário. c) No transformador que abaixa a tensão, a corrente no secundário é menor do que no primário. d) Tanto no transformador que eleva como no que abaixa a tensão, a corrente no secundário é igual à corrente no primário. e) Qualquer que seja a relação entre o número de espiras no primário e no secundário, se a tensão no primário for contínua e constante, a tensão no secundário será a mesma que no primário. 21. (Unicentro-‐PR) Para diminuir a tensão de 127 V para 9 V há um transformador constituído por duas bobinas: a primária e a secundária. A bobina primária é a bobina de entrada no transformador, que é conectada à tomada de 127 V e a bobina secundária é a bobina de saída com 9 V. Sobre o transformador, é correto afirmar: a) O transformador composto pela associação de bobinas é eficiente para qualquer fonte de tensão, seja ela de corrente alternada ou de corrente constante. b) A bobina primária tem sempre mais voltas que a bobina secundária, seja o transformador rebaixador ou aumentador. c) O transformador descrito é eficiente nas mudanças de tensões de entrada e saída somente para fontes de corrente alternada. d) Quando a bobina secundária do transformador é enrolada em torno da primária, o transformador aumenta ou reduz tensão constante. e) Transformadores, que têm a bobina secundária com mais voltas que a bobina primária, são transformadores aumentadores de energia. 22. (UFMG) O circuito de um aparelho eletrônico é projetado para funcionar com uma diferença de potencial de 12 V. Para esse aparelho poder ser ligado à rede elétrica de 120 V, utiliza-‐se um transformador que reduz a diferença de potencial. Esse transformador consiste em um núcleo de ferro, em que são enroladas duas bobinas — a do primário e a do secundário. Nesse caso, a bobina do primário é ligada à rede elétrica e a do secundário, ao circuito do aparelho eletrônico. a) Com base nessas informações, responda: Esse transformador pode ser usado em uma rede elétrica de corrente contínua? Justifique sua resposta. Não. O transformador só funciona com corrente alternada b) Considere que, nesse transformador, as perdas de energia e as resistências elétricas das bobinas são desprezíveis e que a resistência equivalente do circuito ligado na bobina do secundário é de 30 Ω. Calcule a corrente na bobina do primário. 0,04 A
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