Questões Sobre Campo Elétrico - Fisica - 3º ano do ensino médio

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11) O valor de um campo elétrico, medido em um ponto P devido à presença de uma carga elétrica, terá o seu valor reduzido a um quarto do valor original se:

A) a carga for reduzida à metade e a distância até o ponto P também.
B) a carga for dobrada e a distância mantida constante.
C) a carga mantida constante e a distância até o ponto P for dobrada.
D) a carga for dobrada e a distância até o ponto P for dobrada também.
E) a carga mantida constante e a distância até o ponto P for dividida por quatro.

A alternativa correta é letra C

O campo elétrico é inversamente proporcional ao quadrado da distância . Logo, se quisermos diminuir seu valor em 4x, basta que a distância da carga até o ponto P seja dobrada.

Alternativa C.

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12) Considerando a aceleração da gravidade g=10 m/s2, imagine uma esfera plástica que contém uma carga negativa de 1 C, e para que esta fique “flutuando”, em equilíbrio, pela atuação das forças elétrica e gravitacional, numa região que contém um campo elétrico uniforme, de módulo igual a 1 N/C (na direção vertical, apontado de baixo para cim

A). De acordo com esses dados, é CORRETO afirmar que a massa da esfera, em kg, é

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A alternativa correta é letra D

Como foi informado que a esfera fica flutuando em equilíbrio pela atuação das forças Peso e Elétrica podemos concluir que:

P = F_e

m . g = E . q

m = E . q / g

Com:

P sendo o Peso do objeto

F_e sendo a força elétrica que atua no corpo

m sendo a massa do corpo

E sendo o campo elétrico constante na região

q sendo a carga total do objeto

g sendo a aceleração da gravidade

Como o campo elétrico está direcionado na vertical para baixo e a carga é negativa a direção da força elétrica será para cima, contrária ao peso. Logo podemos utilizar somente o valor absoluto da carga para calculo. Neste caso:

m = 1 . 1 / 10

m = 0,1 kg

Resposta correta é a Letra D.

13) Os centros de quatro esferas idênticas, I, II, III e IV, com distribuições uniformes de carga, formam um quadrado. Um feixe de elétrons penetra na região delimitada por esse quadrado, pelo ponto equidistante dos centros das esferas III e IV, com velocidade inicial ν→ na direção perpendicular à reta que une os centros de III e IV, conforme representado na figura.

A trajetória dos elétrons será retilínea, na direção de ν→, e eles serão acelerados com velocidade crescente dentro da região plana delimitada pelo quadrado, se as esferas I, II, III e IV estiverem, respectivamente, eletrizadas com cargas

A) +Q, –Q, –Q, +Q.
B) +2Q, –Q, +Q, –2Q.
C) +Q, +Q, –Q, –Q.
D) –Q, –Q, +Q, +Q.
E) +Q, +2Q, –2Q, –Q.

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A alternativa correta é letra C

Para que a trajetória dos elétrons seja retilínea, a resultante das forças elétricas na direção x deve ser nula. Para que o movimento dos elétrons seja acelerado, no eixo y, a resultante das forças elétricas nesse eixo deve ter o mesmo sentido de →v.
A distribuição de cargas apresentada na alternativa C contempla esses requisitos.
Pela simetria, as componentes das forças na direção x se anulam e na direção y se somam.

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14) Quatro cargas elétricas puntiformes, Q1, Q2, Q3e Q4,estão fixas nos vértices de um quadrado, de modo que|Q1| = |Q2| = |Q3| = |Q4|. As posições das cargas e seus respectivos sinais estão indicados na figura.

Se E for o módulo do campo elétrico no ponto P, centro do quadrado, devido à carga Q₁, o campo elétrico resultante no ponto P, devido à presença das quatro cargas, terá módulo

A) zero
B) 4 . E
C) $\sqrt{2}$ . E
D) 2 . $\sqrt{2}$ . E
E) 4 . $\sqrt{2}$ . E

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A alternativa correta é letra D

Sabemos que o campo gerado por cargas positivas é de afastamento e que o campo gerado por cargas negativas é de aproximação, assim sabemos que:
O campo de Q1 e Q3 apontam para Q3, e o campo de Q2 e Q4 apontam para Q4.
Também sabemos que o módulo de todos os campos é E, pois são gerados por cargas de mesmo módulo que estão a mesma distancia do ponto P.
Agora só precisamos somar esses vetores, se notarmos teremos um vetor apontando para Q3 no valor de 2E e um apontando para Q4 no valor de 2E, resolvendo a soma vetorial, temos que:

E_{t} ² = (2 E) ² + (2 E) ² E_{t} = \sqrt{4 E ² + 4 E ²} = \sqrt{8 E ²} E_{t} = 2 \sqrt{2} E

15) Na figura, as linhas tracejadas representam superfícies equipotenciais de um campo elétrico; as linhas cheias I, II, III, IV e V representam cinco possíveis trajetórias de uma partícula de carga q, positiva, realizadas entre dois pontos dessas superfícies, por um agente externo que realiza trabalho mínimo.

A trajetória em que esse trabalho é maior, em módulo, é:

A) I.
B) II.
C) III.
D) IV.
E) V.

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A alternativa correta é letra E

Sabe se que o trabalho de uma carga de prova em deslocamento sobre um campo elétrico é dado por:

τ = q \cdot (V_{A} - V_{B})

onde q é o valor da carga, V_A é o valor do potencial elétrico no ponto inicial, e V_B o valor do potencial no ponto final do deslocamento, independentemente da trajetória. Como o enunciado fornece que o agente externo realiza trabalho mínimo, analisando todas as trajetórias, tem-se que:

- Em I e IV, a ddp para o cálculo do trabalho é referente à diferença de potencial de um intervalo entre as superfícies equipotenciais.

- Em II e III, não existe diferença de potencial, pois ao fim da trajetória a carga volta para a superfície de origem.

- Em V, a ddp para o cálculo do trabalho é referente à diferença de potencial de dois intervalos entre as superfícies equipotenciais.

Como a variação de potencial entre as superfícies é constante, tem se que a trajetória V é a que expressa maior trabalho, em módulo, o que leva à alternativa E.

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16) Num ponto A do universo, constata-se a existência de um campo elétrico E de intensidade 9,0.105 N/C, devido exclusivamente a uma carga puntiforme Q situada a 10 cm dele. Num outro ponto B, distante 30 cm da mesma carga, o vetor campo elétrico tem intensidade 1,0. 105 N/C. A d.d.p. entre A e B é:

A) 8,0. 10⁵ V
B) 6,0. 10⁵ V
C) 6,0. 10⁴ V
D) 2,0. 10⁴V
E) 1,8. 10⁴ V

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A alternativa correta é letra C

O potencial no campo da carga elétrica puntiforme Q nos pontos A e B é respectivamente

V_A = K₀.Q/d_A e V_B = K₀.Q/d_B, onde k₀ é a constante eletrostática no vácuo.

O campo elétrico nos pontos A e B são

E_A = K₀.Q/(d_A)² e E_B = K₀.Q/(d_B)²

Assim,

V_A = E_A. d_Ae V_B= E_B. d_B

Logo,

V_B - V_A = E_A.d_A- E_B. d_B = 1. 10⁵.30. 10^-2 - 9.10⁵.10.10^-2

V_B - V_A = 6 . 10⁴V

Resposta: letra C

17) A figura representa dois pontos, A e B, separados a 0,2 m, com potenciais elétricos VA = 70 V e VB = 30 V, imersos num campo elétrico uniforme, cuja intensidade, em V/M, é de:

A) 60
B) 14
C) 150
D) 200
E) 350

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A alternativa correta é letra D

O campo elétrico é a razão entre a diferença de potencial pela distância entre as cargas. Logo :

\begin{array}{l} E = \frac{Δ φ}{d} = \frac{70 - 30}{0, 2} = 200 V / m \\ A l t e r n a t i v a D . \end{array}

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18) Uma gotícula de óleo com massa m e carga elétrica q atravessa, sem sofrer qualquer deflexão, toda a região entre as placas paralelas e horizontais de um capacitor polarizado, como mostra a figura.

Se a distância entre as placas é L, a diferença de potencial entre as placas é V e a aceleração da gravidade é g, é necessário que q/m seja dada por

A) gV/L
B)VL/g
C)gL/V
D)V/gL
E)L/gV

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A alternativa correta é letra C

Considerando a carga q positiva e, que entre as placas do capacitor o campo E esta na vertical para cima, na situação de equilíbrio entre as forças que atuam na carga temos

F_e = P → E.q = m.g

Mas, o campo elétrico entre as placas paralelas é dada pela relação

V = E.L → E = V/ L

Então,

(V/L).q = mg → q/m = g.L/V

19) As linhas de força de um campo elétrico uniforme:

A) são esferas concêntricas.
B) são semi-retas divergentes entre si.
C) são retas paralelas entre si e de mesmo sentido.
D) não têm forma definida.
E) São de forma circular.

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A alternativa correta é letra C

As linhas de força do campo elétrico são retas paralelas entre sí e com mesmo sentido. Alternativa C.

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20) As linhas de força de um campo elétrico, gerado por uma carga puntiforme negativa, são:

A) semi-retas, radiais, dirigindo-se para a carga.
B) semi-retas, radiais, partindo da carga.
C) curvas parabólicas com a carga no foco.
D) circunferências concêntricas, com a carga no centro, e sentido horário.
E) circunferências concêntricas, com a carga no centro, e sentido anti-horário

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A alternativa correta é letra A

As linhas de força ou linhas de campo geradas por uma carga carregada negativamente são convergentes, ou seja, dirigem-se para a carga geradora do campo e distribuem-se radialmente por semi-retas.

Portanto, a alternativa correta é a letra A.

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