Física
Setor B
Prof.:
Revisanglo Semi – Caderno 4 – Código: 829382410
Índice-controle de Estudo
Aula 23 (pág. 86)
AD
TM
TC
Aula 24 (pág. 87)
AD
TM
TC
Aula 25 (pág. 88)
AD
TM
TC
Aula 26 (pág. 89)
AD
TM
TC
Aula 27 (pág. 91)
AD
TM
TC
Aula 28 (pág. 91)
AD
TM
TC
Aula
23
Como a resultante na partícula corresponde à força
elétrica, temos:
B
A
τ→
Fe εC εC (teorema da energia cinética)
e
τ→
Fe q(A B). Então:
Trabalho e energia
num campo elétrico
0
q(A B) εCB εAC
2 109(A B) 4 106. Então:
(A B) 2 103 V
1. Assinale certo (C) ou errado (E) em cada uma
das afirmações a seguir.
a) ( C ) O trabalho da força elétrica não depende da trajetória.
b) ( C ) Linhas de força são linhas orientadas
e tangentes ao vetor campo elétrico
→
( E ), em cada ponto.
c) ( C ) Superfícies equipotenciais são conjuntos de pontos com o mesmo potencial,
em um campo elétrico.
d) ( E ) Corpos eletrizados com cargas elétricas negativas deslocam-se espontâneamente, para o potencial elétrico menor.
e) ( E ) O vetor campo elétrico é menos intenso nas regiões de maior densidade de
linhas de força.
2. Uma partícula eletrizada com carga
q 2 109 C é abandonada do repouso em um
ponto A de um campo elétrico. Após certo intervalo de tempo, a partícula passa por um
ponto B com energia cinética εc 4 106 J. Sabendo que na partícula atua apenas a força elétrica, devido ao campo elétrico, calcule a diferença de potencial entre os pontos A e B.
E
A
A
86
Fe
q
B
B
Consulte
Roteiro – Unidade 22
Caderno de Exercícios – Unidade 12
Tarefa Mínima
1. Leia os itens de 5 a 7.
2. Faça os exercícios 34 e 41.
Tarefa Complementar
Faça o exercício 47.
sistema anglo de ensino
Aula
3.
Corrente elétrica, ddp e potência
• Corrente elétrica
• ddp
• Potência
24
(UNICAMP) Considere os seguintes equipamentos operando na máxima potência durante
uma hora: uma lâmpada de 100 W, o motor de
um fusca, o motor de um caminhão, uma lâmpada de 40 W, um ferro de passar roupas.
a) Qual das lâmpadas consome menos energia?
A de 40 W (menor potência)
b) Que equipamento consome mais energia?
O motor de um caminhão (maior potência)
1. (PUC-SP) Uma corrente elétrica de intensidade
11,2 A percorre um condutor metálico. A
carga elementar é e 1,6 1019 C. O tipo e o
número de partículas carregadas que atravessam uma secção transversal desse condutor,
por segundo, são:
a) prótons; 7 1013 partículas.
b) íons de metal; 14 1016 partículas.
c) prótons; 7 1019 partículas.
d) elétrons; 14 1016 partículas.
➜ e) elétrons; 7 1013 partículas.
c) Coloque os cinco equipamentos em ordem
crescente de consumo de energia.
lâmpada de 40 W
lâmpada de 100 W
ferro de passar roupa
motor de um fusca
motor de um caminhão
As partículas que constituem a corrente elétrica em um
condutor metálico são elétrons, e o número de partículas por segundo é:
ne
n 1,6 1019
i t 11,2 106 1
n 7 1013 elétrons
Consulte
Roteiro – Unidade 23
Caderno de Exercícios – Unidade 23
Tarefa Mínima
1. Leia os itens 1 e 2.
2. Faça os exercícios 1 e 2.
2. Os valores nominais de um chuveiro elétrico são
2 200 W e 220 V. Com o chuveiro ligado de acordo com as especificações, determine a intensidade (i) da corrente elétrica que o atravessa.
Tarefa Complementar
Faça os exercícios de 4 a 7.
Ui
Então:
2 200 220 i i 10 A
ensino médio – 3ª série
87
Aula
Lei de Ohm e resistores
25
2. A tabela a seguir apresenta valores da ddp e
correspondentes intensidades de corrente elétrica obtidos experimentalmente em laboratório, utilizando-se um mesmo fio metálico.
U (v)
i (ma)
1,5
5
3
10
4,5
15
6
20
a) O fio metálico é ôhmico? Justifique.
1. As afirmações a seguir referem-se à corrente
elétrica.
I) O movimento ordenado de elétrons em um
condutor metálico é corrente elétrica.
II) O movimento de íons em uma solução eletrolítica é corrente elétrica.
III) A intensidade de corrente elétrica em um
resistor ôhmico é diretamente proporcional
à ddp entre os terminais do resistor.
Sobre as afirmações I, II e III, pode-se dizer
que apenas:
a) I é correta.
b) II é correta.
c) III é correta.
d) I e II são corretas.
➜ e) I e III são corretas.
A corrente elétrica corresponde ao movimento ordenado
de elétrons que podem ocorrer em condutores metálicos
ou em íons de uma solução eletrolítica. De acordo com a
lei de Ohm, a intensidade de corrente elétrica é diretamente proporcional à diferença de potencial entre os
terminais do resistor, sendo a resistência elétrica a
constante de proporcionalidade entre a ddp (U) e a corrente (i).
Como a afirmação II não especifica que o movimento dos
íons é ordenado, tal afirmação está errada.
Sim, pois
U
constante
i
1,5
3
4,5
5 103
10 103
15 103
6
300
20 103
b) Qual o valor da resistência elétrica do fio?
R constante 300 3. (UNESP) Uma pessoa tem um ferro elétrico antigo, cujas especificações ou valores nominais
são 110 V; 1 000 W. Na cidade onde ela mora, a
distribuidora de eletricidade mudou o valor da
tensão fornecida para 127 V.
a) Avalie a potência elétrica dissipada nessa nova tensão.
A resistência elétrica do ferro é:
U2
1102
R
R 12,1 1 000
A nova potência elétrica dissipada será:
1272
’ ’ 1 333 W
12,1
88
sistema anglo de ensino
b) Se a pessoa utiliza o ferro elétrico durante
uma hora por dia, em média, calcule qual
o acréscimo que essa mudança causou no
custo mensal de energia elétrica, sabendo-se
que o quilowatt-hora custa R$ 0,15.
Gasto anterior: (considerando t 30h por mês).
E t E 1 30
E 30 kwh, logo:
30 0,15 ⇒ R$ 4,50
Gasto atual:
E ’ t 1,33 30 39,9 kwh
Acréscimo: 39,9 30 9,9 kwh, o que corresponde a um aumento mensal de custo de, aproximadamente, 10 0,15 ⇒ R$ 1,50
Consulte
Roteiro – Unidade 23
Caderno de Exercícios – Unidade 23
Tarefa Mínima
1. Leia os itens de 3 a 6.
2. Faça os exercícios de 9 a 11.
Tarefa Complementar
Faça os exercícios de 12 a 15.
Aula
A
i
26
A
Circuitos elétricos
R
r
Pilha
Lâmpada
E
B
1.
Numa pilha está escrito 1,5 V. Liga-se
uma lâmpada de resistência 3 aos terminais da
pilha e verifica-se uma corrente de, praticamente, 0,5 A no circuito. A resistência da pilha é:
a) 0,50 b) 1,0 c) 1,5 d) 2,0 ➜ e) desprezível.
(PUC-MG)
i
B
UAB Ri UAB 3 0,5
Então:
UAB 1,5 V
Portanto:
UAB E ri.
Como E 1,5 V, vem:
1,5 1,5 r 0,5 r 0
ensino médio – 3ª série
89
2. No circuito representado na figura, E 12 V e
a resistência R é desconhecida. A corrente no
resistor de 10 é igual a 0,5 A.
R
2
10 E
Determine:
a) o valor da ddp aplicada ao resistor de 10 ;
e) a potência dissipada em R.
’ U’ i
’ 7 3
’ 21 W
i 0,5 A
10 i
U
3. No circuito a seguir, o gerador tem E 12 V,
resistência interna r 1 e está ligado a um
resistor R 119 . Calcule a ddp entre os pontos A e B.
A
U 10 0,5
U 5V
E
r
B
b) o valor da corrente no resistor de 2 ;
i
2
U 5V
i’
R
V
E
12
i
(r R)
(119 1)
⇒i
12
0,1 A
120
Então:
A
5 2 i’
i’ 2,5 A
R
B
c) o valor da corrente que passa por R;
i” i i’
i” 0,5 2,5 ⇒ i” 3 A
U
URi
U 119 0,1
U 11,9 V
d) o valor da ddp aplicada sobre R;
U’
U
E
i
R
Sendo U E R i, e R i U’, vem:
U E U’, logo:
5 12 U’ ⇒ U’ 7 V
90
sistema anglo de ensino
Consulte
Tarefa Complementar
Roteiro – Unidade 23
Caderno de Exercícios – Unidade 23
Faça os exercícios 18, 19, 21 e 38.
Tarefa Mínima
1. Leia os itens de 7 a 11.
2. Faça os exercícios 16, 17, 32 e 36.
Aulas
27 e 28
→
b) a intensidade de B .
Como B Campo e força magnética
vem: B o i
,
2 d
4 107
6
2
0,3
B 4,0 106 T
1. A figura mostra um fio retilíneo e extenso, percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i 6 A. A permeabilidade magnética do vácuo é o 4 107 (SI).
2. Uma corrente elétrica de intensidade i 8 A
percorre uma espira circular de raio r 2,5 cm,
como mostra a figura.
P
i
r
i
i
i
d ⫽ 30 cm
Calcule:
a) a direção e o sentido do campo magnético
no ponto P;
Utilizando a regra da mão direita, verificamos que a
→
direção de B é perpendicular ao plano da folha de papel, e o sentido é para fora dela.
→
Caracterize o vetor B no centro da espira, sabendo que o 4 107 (SI).
→
A direção e o sentido de B podem ser determinados
através da regra da mão direita. Então, no centro da
espira temos:
i
P
B
i
B
i
ensino médio – 3ª série
91
→
A intensidade de B é dada pela relação:
i
4 107 8
→
→
B o
B 2r
2 2,5 102
→
B 6,4 105 T
4. A carga q da figura se move com velocidade V,
nas proximidades de um fio percorrido por
uma corrente elétrica de intensidade i.
III
V
I
3. A figura representa duas situações em que uma
partícula de carga q 0 passa por um ponto P
→
de um campo magnético, onde o vetor B é per→
pendicular à velocidade V dessa partícula.
(1)
(2)
B
B
ⴙ
q
q
ⴙ
F
i
V
→
a) Faça um desenho representando o vetor F
(força que atua sobre a partícula) em cada
caso.
(1)
fio
A força magnética que atua sobre a carga
aponta:
a) no sentido de I.
➜ b) no sentido de II.
c) no sentido de III.
d) perpendicularmente para fora da folha.
e) perpendicularmente para dentro da folha.
ⴙ
V
q
II
ⴙ
Aplicando inicialmente a regra da mão direita, para se
determinar o sentido do campo magnético criado pela
corrente retilínea, verificamos que, no ponto onde a carga q se encontra, o campo magnético criado por tal corrente é perpendicular à folha e aponta para fora:
(2)
v
q
F
ⴙ
q
As forças, em cada caso, foram obtidas aplicando a
regra da mão direita.
ⴙ
B
Aplicando novamente a regra da mão direita, agora para
a determinação da força magnética atuante na carga
positiva, verificamos que a situação é a mostrada na figura:
v
b) Sabendo que q 5 102 C, V 100 m/s e
B 4,8 102 T, determine a intensidade da
→
força F em cada caso.
q
II
ⴙ
F
→
Portanto, F tem o sentido do eixo II.
Aplicando a relação:
F q VB sen , vem:
F 5 108 102 4,8 102 sen 90°
F 2,4 107 N
92
sistema anglo de ensino
Consulte
Roteiro – Unidade 24
Caderno de Exercícios – Unidade 24
Tarefa Mínima
AULA 27
1. Leia os itens de 1 a 3.
2. Faça os exercícios de 1 a 3.
AULA 28
1. Leia os itens 4 e 5.
2. Faça os exercícios 9 e 10.
Tarefa Complementar
AULA 27
Faça os exercícios de 4 a 7.
AULA 28
Faça os exercícios de 11 a 16.
ensino médio – 3ª série
93