Intensivo Pré Vestibular - 07 fisica c

Intensivo Pré Vestibular - 07 fisica c

(Parte 3 de 5)

07) Um gerador de f.e.m. 24V e resistência interna de 1Ω está ligado a um circuito externo. A tensão entre os terminais do gerador é de 20V. A intensidade da corrente elétrica que o atravessa e as potências gerada, útil e a dissipada que produz são respectivamente: a) 3A, 100 W, 70W e 30W d) 1A, 60 W, 48W e 12W b) 5A, 120 W, 95W e 25W e) 4A, 96 W, 80W e 16W c) 2A, 87 W, 58W e 29W

08) Um gerador apresenta tensão de 20V quando atravessado por uma corrente de 20A e, tensão de 15v quando atravessado por corrente de 30A. Calcule sua força eletromotriz e sua resistência interna.

a) 25 V e 0,4Ω b) 35 V e 0,8Ω c) 12 V e 2Ω d) 30 V e 0,5Ω e) 25 V e 2Ω

AULA 06

Receptores Elétricos

Chamamos de receptor elétrico a um aparelho que transforme energia elétrica em outro tipo de energia que não seja apenas térmica.

Equação do receptor

Quando o receptor é submetido a uma diferença de potencial (tensão) U, ela divide-se em duas parcelas: 1º) uma parcela E, denominada força contraeletromotriz (fcem), correspondente à energia elétrica que será transformada em outra forma de energia (que não seja energia térmica) 2º) uma parcela r.i , correspondente à dissipação de energia, isto é, correspondente à transformação de energia elétrica em energia térmica.

Assim, para o receptor temos: U = V = E + r.i

Com essa equação é de primeiro grau e o coeficiente de i é positivo (+ r), o gráfico de U em função de i tem o aspecto da figura, onde a tangente do ângulo θ é numericamente igual ao valor de r.

Potência do receptor O receptor tem três potencias distintas:

U . i = potência total consumida pelo receptor = Pt E . i = potência útil do receptor = Pu r.i2 = potência dissipada no interior do receptor = Pd dUTPPP+=

Rendimento do receptor

O rendimento do receptor é obtido efetuando a divisão entre a potência útil e a potência total:

Circuito gerador-receptor

Na figura representamos uma situação em que uma bateria (gerador) faz funcionar um motor (receptor) que é usado para levantar um bloco.

Essa situação pode ser representada pelo seguinte esquema:

onde: E' = força eletromotriz do gerador r' = resistência interna do gerador E" = força contra-eletromotriz do receptor r" = resistência interna do receptor Naturalmente devemos ter: E' > E" A corrente sai pelo positivo do gerador e entre no pólo positivo do receptor.

GABARITO DOS EXERCÍCIOS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 A A C C B E D

Física C Inclusão para a Vida Exercícios de Sala #

1) Para o circuito abaixo, determine o sentido e a intensidade da corrente elétrica.

2) Um receptor tem força contra eletromotriz igual a 20V e resistência interna igual a 5,0Ω . Ao ser ligado num circuito, é atravessado por uma corrente de intensidade 2,0A Determine: a) a ddp nos terminais do receptor; b) a potência elétrica fornecida ao receptor; c) a potência elétrica que o receptor transforma em outra forma de energia que não térmica; d) o rendimento elétrico do receptor.

1) Um motor elétrico, de resistência interna 2Ω , é ligado a uma ddp de 100V. Constata-se que o motor é percorrido por uma corrente de 5A. Determine a f.c.e.m do motor; a potência dissipada internamente e o que acontece se impedirmos o eixo de girar. a) 90V, 50W e queima b) 50V, 20W e queima c) 70V, 50W e aquece d) 90V, 30W e queima e) 80V, 40W e aquece

2) A curva característica de um receptor é dada no gráfico abaixo. Determine a f.c.e.m do receptor; a resistência interna do receptor; e as potências fornecidas, útil e dissipada pelo receptor quando ligado num circuito e atravessado por uma corrente elétrica de intensidade 5,0A.

a) 15V, 3Ω, e 100W, 50W, 50W b) 10V, 2Ω, e 50W, 30W, 20W c) 10V, 2Ω, e 100W, 50W, 50W d) 20V, 1Ω, e 150W, 90W, 60W e) 20V, 2Ω, e 200W, 100W, 100W

3) (ACAFE /90) Assinale a afirmativa CORRETA:

a) A diferença de potencial entre os terminais de um gerador não ideal é sempre igual à sua força eletromotriz. b) A força eletromotriz é a relação entre o trabalho do gerador e a duração do seu funcionamento. c) A força contra-eletromotriz e a relação entre o trabaIho útil e a corrente elétrica que atravessa o receptor. d) A resistência interna de um gerador elétrico ideal é nula. e) Em um receptor elétrico ideal, a diferença de potencial é sempre diferente da força contra-eletromotriz.

3,0 V, cujas resistências internas valem r1 = r2 = 1,0ΩSão
conhecidos, também, os valores das resistências R1 = R2 = 4,0 Ω e

4) (UFSC – 2000) 09) No circuito abaixo representado, temos duas baterias de forças eletromotrizes ε1 = 9,0 V e ε2 =

R3 = 2,0 Ω. V1, V2 e V3 são voltímetros e A é um amperímetro, todos ideais.

A V 2 ε2 r 1 r 2 –

Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S): 1. A bateria ε1 está funcionando como um gerador de força eletromotriz e a bateria ε2 como um receptor, ou gerador de força contra eletro-motriz. 02. A leitura no amperímetro é igual a 1,0 A.

04. A leitura no voltímetro V2 é igual a 2,0 V. 08. A leitura no voltímetro V1 é igual a 8,0 V.

16. Em 1,0 h, a bateria de força eletromotriz ε2 consome 4,0 Wh de energia.

32. A leitura no voltímetro V3 é igual a 4,0 V. 64. A potência dissipada por efeito Joule, no gerador, é igual 1,5 W.

5) A curva característica de um motor é representada abaixo.Calcule a f.c.e.m , a resistência interna e determine, em quilowatts-hora (kwh), a energia elétrica que o motor consome em 10 horas para o motor funcionando nas condições do ponto P

a) 100V, 100Ω, e 1,0kWhb) 100V, 200Ω, e 1,0kWh
c) 200V, 100Ω, e 1,5kWhd) 200V, 200Ω, e 1,5kWh

e) 400V, 300Ω, e 2,5kWh

6) Considere o circuito a seguir. Determine a leitura no amperímetro, ideal, nos casos (1) a chave ch está na posição B e (2) a chave ch está na posição C; a) (1) 3A e (2) 6A b) (1) 2A e (2) 5A c) (1) 1A e (2) 4A d) (1) 3A e (2) 4A e) (1) 2A e (2) 6A

GABARITO DOS EXERCÍCIOS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 A C D 27 D E

Inclusão para a Vida Física C AULA 07

Capacitores

Capacitância Suponhamos que um capacitor esteja eletrizado com carga Q, isto é + Q, em uma armadura e carga - Q na outra. Entre as armaduras existe uma diferença de potencial cujo módulo é U. Verifica-se que

U e Q são diretamente proporcionais, isto é, Q = C. U onde C é uma constante de proporcionalidade denominada capacitância do capacitor. No sistema internacional a unidade de capacitância é o farad cujo símbolo é F.

Verifica-se que a capacitância depende dos seguintes fatores: 1º) isolante colocado entre as armaduras· 2°) forma, tamanho e posição relativa entre as armaduras d ACε=

Energia de capacitor

Como Q e U são proporcionais, o gráfico da carga em função da tensão é retilíneo e tem o aspecto da Fig.

Quando o capacitor está carregado. Pode-se demonstrar que essa energia é dada pela área da região sombreada no gráfico. Assim a energia pode também ser dada por:

ou

Associação de capacitores em série

Na fig. representamos uma situação em que há três capacitores associados em série.

Observe que todas as armaduras ficam com a mesma carga, em módulo.

Assinalamos as tensões em cada capacitor (U1, U2, U3) e a tensão U entre os extremos. Obviamente devemos ter:

Assim, por exemplo, se tivermos 4 capacitores em série, a capacitância equivalente (C) será calculada por:

Se tivermos apenas dois capacitores em série, temos:

Se tivermos n capacitores iguais associados em série, tendo cada um capacitância C, a capacitância equivalente será calculada por:

Associação de capacitores em paralelo

Na fig. representamos três capacitores associados em paralelo. Isto significa que os três estão submetidos à mesma tensão U, fornecida pela bateria. No entanto, se os capacitores forem diferentes, as cargas em cada um deles, serão diferentes

Podemos representar o capacitor equivalente à associação, isto é, o capacitor que ligado à mesma bateria, terá carga total Q igual à carga da associação:

Exercícios de Sala #

1) (PUC-MG) Um condensador de Fμ5,0 é conectado aos terminais de uma bateria de 12 V. É correto afirmar que: a) após totalmente carregado, sua capacidade passa a ser Fμ1.

b) a tensão em seus terminais aumenta até o máximo de 6 V. c) enquanto durar a ligação à bateria, o condensador se carregará, à razão de 5 · 10-7 C/V. d) quase instantaneamente, armazena-se nele a carga de 6 · 106C. e) 30 J de energia elétrica convertem-se em calor no condensador.

2) (PUC-MG) Três capacitores A,B e C iguais são ligados a uma fonte de acordo com a figura abaixo.

Assinale a opção que representa um conjunto coerente para o valor do módulo das cargas acumuladas nos capacitores A, B e C, NESSA ORDEM:

a) 100, 100, 100 b) 100, 50, 50 c) 50, 100, 100 d) 100, 100, 50 e) 50, 50, 100

1) Um capacitor de capacidade 200 pF está ligado a uma bateria de 100v. Determinar as cargas das placas e a energia potencial elétrica acumulada nas placas. ) 2x10-8C e 10-8j b) 4x10-8C e 10-5j c) 3x10-8C e 10-7j d) 2x10-8C e 10-5j e) 3x10-8C e 10-4j

2) Um capacitor plano tem placas de área 20 cm2 cada, separados entre si de 10 cm. O capacitor é carregado através de uma fonte de tensão de l00V. Supondo que entre as placas reine o vácuo determine a capacidade elétrica do capacitor; a quantidade de carga do capacitor e a intensidade do campo elétrico entre as armaduras.

Dados: ε = 8,8 x 10-12 F/m. a) 4,36x10-3F, 4,36x10-1 C, e 2000V/m b) 2,06x10-3F, 1,76x10-1 C, e 3000V/m c) 1,76x10-3F, 1,76x10-1 C, e 1000V/m d) 4,36x10-3F, 5,36x10-1 C, e 500V/m e) 1,76x10-3F, 4,76x10-1 C, e 1200V/m

C = C1 + C2 + C3Q = Q1 + Q2 + Q3 U = U1 + U2 + U3

Física C Inclusão para a Vida

3) Três capacitores são associados, conforme figura:

Aplicando-se entre A e, B a ddp de 8V, determine a carga e a ddp em cada capacitor; a carga da associação; a capacitância do rica da associação.

) 80μC, 40μC, 16μC, 136μC, 17μC, e 544μj 4) Determine a carga armazenada pelo capacitor nos circuitos:

capacitor equivalente; e a energia potencial elét a) 60μC, 40μC, 16μC, 136μC, 17μC, e 544μj b) 80μC, 40μC, 10μC, 136μC, 17μC, e 544μj c) 50μC, 40μC, 15μC, 136μC, 17μC, e 544μj d) 60μC, 40μC, 10μC, 136μC, 17μC, e 544μj e

pacitância são ssociados em paralelo. Pode-se então afirmar que:

capacitor equivalente é igual à carga de cada um dos aquivalente é o dobro da do capacitor equivalente é igual à capacitância de lente é menor que a é o dobro da energia armazenada em cada um dos capacitores.

Em um capacitor plana e paralelo

tiva: argas elétricas armazenadas nas placas possuem o mesmo a placa possui quantidade de carga elétrica diferente da pacitância é diretamente proporcional à distância entre as acitância depende da dielétrico que se encontra entre as lacas.

-se afirmar que o campo elétrico entre as que em S. al em R e S.

5) (ACAFE/85) Dois capacitores de mesma ca a a) a carga do capacitores. b) a tensão entre as placas do capacitor tensão entre as placas de cada capacitor. c) a capacitância cada capacitor. d) a capacitância do capacitor equiva capacitância de cada um dos capacitores. e) a energia armazenada no capacitor equivalente

6) (ACAFE/91) Complete CORRETAMENTE a afirma “ a) as c sinal. b) Um outra. c) a capacitância é inversamente proporcional à área das placas d) a ca placa. e) a cap p

7) (ACAFE 91) A figura a seguir representa um capacitor de placas paralelas carregado. Pode placas deste capacitor é:

a) maior em Q. b) menor em R. c) maior em S do que em R. d) menor em Q do e) igu

8) (ACAFE/92) Dois capacitores iguais são associados em série e a combinação é então carregada. Sejam C a capacitância, Q a carga e

VD potencial de cada capacitor. Os valores correspondentes para a combinação serão:

a) 2C; Q; 2V d) 2C; Q; V/2 b) C/2; Q; 2V e) 2C; 2Q; V c) C/ Q/2 V

9) (ACAFE/93) Um capacitor com ar entre as placas carregado com uma determinada diferença de potencial. Ao introduzirmos um dielétrico entre as placas, podemos afirmar que: a) a carga nas placas do capacitor aumenta. b) a capacitância do capacitor permanece constante. c) a voltagem entre as placas do capacitor diminui. d) o valor do campo elétrico entre as placas do capacitor não se altera. e) a energia armazenada no capacitor aumenta.

AULA 08

Magnetismo

Ímãs

Um fato importante observado é que os ímãs têm, em geral, dois pontos a partir dos quais parecem se originar as forças. Quando pegamos, por exemplo, um ímã em forma de barra (Fig.) e o aproximamos de pequenos fragmentos de ferro, observamos que esses fragmentos são atraídos por dois pontos que estão próximos das extremidades. Tais pontos foram mais tarde chamados de pólos (mais adiante veremos porque).

Inseparabilidade dos pólos

Por mais que se quebre um ímã, cada pedaço é um novo ímã (Fig.). Portanto, não é possível separar o pólo norte do pólo sul.

Magnetismo da Terra

A partir dessas observações, percebemos que a terra se comporta como se no seu interior houvesse um enorme ímã em forma de barra (Fig.).

GABARITO DOS EXERCÍCIOS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 A C E D E E E B C

Inclusão para a Vida Física C

Porém, os pólos desse grande ímã não coincidem com os pólos geográficos, embora estejam próximos deles.

Portanto: - o pólo norte da bússola é atraído pelo sul magnético, que está próximo do norte geográfico; - o pólo sul da bússola é atraído pelo norte magnético que está próximo do sul geográfico.

O campo magnético

Para visualizar a ação do campo magnético, é usado oque chamamos de linhas de campo. Essas linhas são desenhadas de modo que, em cada ponto (Fig.), o campo magnético é tangente à linha.

Campo magnético uniforme Quando o ímã tem a forma de ferradura, as linhas de campo têm o aspecto mostrado na Fig.

Exercícios de Sala #

1)(PUC-RS) Cargas elétricas podem ter sua trajetória alterada quando em movimento no interior de um campo magnético. Esse fenômeno fundamental permite explicar a) o funcionamento da bússola. b) o aprisionamento de partículas carregadas pelo campo magnético da Terra. c) a construção de um aparelho de raio X. d) o funcionamento do pára-raios. e) o funcionamento da célula fotoelétrica.

2)(UFSC) Uma bússola aponta aproximadamente para o Norte geográfico porque: I – o Norte geográfico é aproximadamente o Norte magnético. I – o Norte geográfico é aproximadamente o sul magnético. I – o Sul geográfico é aproximadamente o norte magnético. IV – o Sul geográfico é aproximadamente o sul magnético.

Está(ão) correta(s): a) I e IV. d) Somente IV. b) Somente I. e) Nenhuma. c) I e II.

1) (UFRGS) Um prego de ferro AB, inicialmente não imantado, é aproximado do pólo sul (S) de um ímã permanente, conforme mostra a figura.

Nessa situação, forma-se um pólo _ e o ímã e o prego se Assinale a alternativa que preenche de forma correta as duas lacunas, respectivamente. a) sul em A – atraem b) sul em A – repelem c) sul em B – repelem d) norte em A – atraem e) norte em B – atraem

2)(Ufop-MG) A figura abaixo mostra os pólos norte e sul de um ímã e cinco pontos marcados por I, I, II, IV e V. Para que uma agulha da bússola fique na posição SN , ela deverá ser colocada no ponto:

a) Ib) I c) II d) IV e) V

3)(Mack-SP) As linhas de indução de um campo magnético são: a) o lugar geométrico dos pontos, onde a intensidade do campo magnético é constante. b) as trajetórias descritas por cargas elétricas num campo magnético. c) aquelas que em cada ponto tangenciam o vetor indução magnética, orientadas no seu sentido. d) aquelas que partem do pólo norte de um ímã e vão até o infinito. e) nenhuma das anteriores.

4)(Osec-SP) Um estudante dispõe de duas peças de material ferromagnético. Uma delas é um ímã permanente. Desejando saber qual das peças é o ímã, imaginou três experimentos, apresentados a seguir. I. Pendurar as peças, sucessivamente, nas proximidades de um ímã permanente e verificar qual pode ser repelida. I. Aproximar as duas peças e verificar qual atrai a outra. I. Aproximar as duas peças e verificar qual repele a outra.

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