Questões Sobre Eletrodinâmica - Física - 3º ano do ensino médio

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91) Analise os arranjos de unidades do Sistema Internacional.

I. C =Ws

II. C =WV

III. C =T.m.A

IV. C =N.sT.m
Tem significado físico o contido em:

A) I, apenas.
B) IV, apenas.
C) I, II e III, apenas.
D) II, III e IV, apenas.
E) I, II, III e IV.

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A alternativa correta é letra B

As unidades físicas do enunciado representadas no Sistema Internacional, são :

C = Coulomb

W = Watt

s = Segundo

V = Volt

T = Tesla

A = Àmpere

N = Newton

A força magnética em um fio condutor, é dada por :

F = B . i . l

Sendo:

F= força em Newton

B = campo magnético em Tesla

i = corrente elétrica em Àmpere

l = comprimento em Metro

Logo,

N = T . A . m

Mas a unidade àmpere A é a relação de Coulomb (C) por segundo (s). Daí vem :

N = T . \frac{C}{s} . m

Conclui-se, então que :

C = \frac{N . s}{T . m}

Alternativa B.

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92) Um aparelho elétrico apresenta as seguintes condições de uso: 120 V, 50 Hz e 2400 W. Ao ser utilizado pela primeira vez, foi ligado em 240 V, ignorando-se suas especificações. Esse aparelho “queimou” porque a:

A) corrente da rede era contínua.
B) potência dissipada pelo aparelho foi 4 800 W.
C) resistência do aparelho duplicou.
D) frequência do aparelho duplicou.
E) corrente que entrou no aparelho foi de 40 A.

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A alternativa correta é letra E

A Primeira Lei de Ohm diz que a tensão U em um circuito é calculada como o produto da resistência elétrica R pela corrente i :

U = R . i

É importante visualizar, da expressão acima, que a resistência R é uma constante, pois , a razão U/i é constante. Logo, podemos afirmar, que se a tensão U duplicou (foi de 120 V para 240 V, como diz o enunciado), a corrente elétrica i, também duplicou. Sabendo que a potência P no aparelho, é descrita como o produto da tensão U, pela corrente i, obtemos :

P = U . i 2400 = 120 . i i = 20 A U = R . i 120 = R . 20 R = 6 Ω N o c a s o d e U = 240 V, v e m : 240 = 6 . i i = 40 A

Alternativa correta é a letra E.

93) As usinas hidrelétricas, que utilizam a água acumulada em represas para fazer funcionar suas turbinas, são responsáveis pela perturbação no ciclo natural das cheias e secas dos rios, pela inundação de áreas de terra cada vez maiores, pela retenção de nutrientes, que, se não fosse esse uso, estariam distribuídos mais ou menos uniformemente, ao longo dos rios. A queima de carvão mineral para a geração do vapor d´agua que move as turbinas das usinas termoelétricas lança, na atmosfera, além do dióxido de carbono, grandes quantidades de enxofre e óxidos nitrogenados, gases que formam a chuva ácida. As usinas nucleares causam impacto ambiental mesmo na ausência de acidentes, porque retiram a água do mar ou dos rios para resfriar os núcleos de seus geradores, devolvendo-a a uma temperatura bem mais alta. Esse aquecimento afeta os organismos aquáticos, pois o aumento da temperatura deixa a água pobre em oxigênio pela diminuição da solubilidade. As usinas geradoras de

energia elétrica produzem _______________________, que permite, através de um transformador, elevar a ________________________ e, assim, diminir a______________________de modo a diminuir as perdas de energia por efeito joule nas linhas de transmissão.

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas.

A) tensão – corrente elétrica – tensão.
B) corrente contínua – corrente elétrica – tensão.
C) corrente alternada – tensão – corrente elétrica.
D) corrente contínua – tensão – corrente elétrica.
E) corrente alternada – corrente elétrica – tensão.

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A alternativa correta é letra C

As usinas geradoras de energia elétrica utilizam transformadores. Tal equipamento é regido pela lei da indutância de Faraday, em que campos magnéticos variáveis produzem correntes alternadas e tensões proporcionais ao seu aumento. Na etapa final do processo de transmissão de energia elétrica, chamada de subestação, a tensão é diminuída para que perdas de energia sejam desprezíveis. Isso gera um decréscimo da corrente elétrica, podendo ser visualizada pela primeira Lei de Ohm (U=R.i).

Portanto, a sequência correta é : corrente alternada - tensão - corrente elétrica.

Alternativa C.

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94) Diante dos grandes sucessos científicos que haviam ocorrido, em 1900 alguns físicos pensavam que a Física estava praticamente completa. Lord Kelvin, um dos cientistas que havia ajudado a transformar essa área, recomendou que os jovens não se dedicassem à Física, pois faltavam apenas alguns detalhes pouco interessantes a serem desenvolvidos, como o refinamento de medidas e a solução de problemas secundários. Kelvin mencionou, no entanto, que existiam “duas pequenas nuvens” no horizonte da Física: os resultados negativos do experimento de Michelson e Morley (que haviam tentado medir a velocidade da Terra através do éter) e a dificuldade em explicar a distribuição de energia na radiação de um corpo aquecido.

Roberto de Andrade Martins, A Física no final do século XIX: modelos em crise. http://www.comciencia.br/reportagens/fisica/fisica05.htm. Acessado em agosto de 2010. Adaptado.

As “duas pequenas nuvens”, mencionadas no texto, desencadearam o surgimento das duas teorias que revolucionaram a Física no século XX. São elas:

A) o eletromagnetismo e a termodinâmica.
B) o eletromagnetismo e a mecânica quântica.
C) o eletromagnetismo e a mecânica estatística.
D) a relatividade restrita e a mecânica estatística.
E) a relatividade restrita e a mecânica quântica.

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A alternativa correta é letra E

Dentre as alternativas apresentadas a única em que ambas teorias tiveram surgimento no século XX , é a da letra E que corresponde a relatividade restrita e mecânica quântica.

Alternativa E.

95) Antes da adoção do Sistema Internacional de Unidades como sistema universal para mensuração científica, outros sistemas como o MKS (metro – quilograma – segundo) e o CGS (centímetro – grama – segundo) foram amplamente utilizados. Um dos motivos do declínio desses antigos sistemas de unidades foi destacarem grandezas físicas puramente mecânicas, a distância, a massa e o tempo. Com o surgimento da eletricidade, foram necessárias adaptações para novas grandezas e assim, por exemplo, foi criado o CGSES (CGS eletrostático). Se hoje a constante eletrostática do vácuo tem valor 9.109 N.m2/C2, isso se deve ao fato da escolha arbitrária do valor 1 dina.cm2/statc2 para essa mesma grandeza, representada no sistema CGSES. Comparando as duas versões da escrita dessa grandeza física, é possível observar que a unidade usada para a carga elétrica, no CGSES, era o statc, abreviação de stat-coulomb. No CGSES, uma carga elétrica de valor 1 stat-coulomb era a carga elétrica puntiforme que, colocada no vácuo, a 1 cm de outra carga de igual valor, trocaria com esta, uma força de intensidade 1 dina. Dado 1N = 105 dina, a carga presente em 1 stat-coulomb é equivalente a:

A) 1/9.10^-9C
B) 1/3.10^-9C
C) 9.10^-9C
D) 3.10⁹C
E) 9.10⁹C

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A alternativa correta é letra B

Para determinar o valor de 1 stat-coulomb em coulomb, basta igualarmos as constantes eletrostáticas nas diferentes escalas. Portanto, vem :

\begin{array}{l} 9 . 10^{9} \frac{N . m ²}{C ²} = \frac{d i n a . c m ²}{s t a t c ²} \\ M a s, \\ 1 c m ² = 10^{- 4} m ² \\ 1 d i n a = 10^{- 5} N \\ L o g o, \\ 9 . 10^{9} \frac{N . m ²}{C ²} = \frac{10^{- 5} N . 10^{- 4} m ²}{s t a t c ²} \\ 9 . 10^{9} \frac{1}{C ²} = \frac{10^{- 9}}{s t a t c ²} \\ s t a t c = \frac{1}{3} 10^{- 9} C \end{array}

Alternativa B.

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96) O supermercado dispõe de um transformador de energia elétrica que opera com tensão de 8800V no enrolamento primário e tensões de 120V e 220V, respectivamente, nos enrolamentos secundários 1 e 2. Considere que os valores das tensões sejam eficazes e que o transformador seja ideal. A relação (Np / Ns) entre o número de espiras no enrolamento primário e no secundário 2 é de:

A) 10 Ns.
B) 30 Ns.
C) 20 Ns.
D) 40 Ns.
E) 60 Ns.

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A alternativa correta é letra D

Sabendo que, num transformador, a relação abaixo é válida :

\frac{E_{2}}{E_{1}} = \frac{N_{2}}{N_{1}}

Sendo :

E1 - Voltagem do primário

E2 - Voltagem do secundário 2

N1 - número de espiras do primário

N2 - número de espiras do secundário 2

Vem :

\begin{array}{l} \frac{220}{8800} = \frac{N_{2}}{N_{1}} \\ \frac{N_{1}}{N_{2}} = \frac{N_{p}}{N_{s}} = \frac{8800}{220} = 40 \end{array}

Alternativa correta, D.

97) À medida que a tecnologia invadiu os meios de produção, a obra de arte deixou de ser o resultado exclusivo do trabalho das mãos do artista, por exemplo, a fotografia. Uma vez obtido o negativo, muitas cópias da mesma foto podem ser impressas.

O elemento essencial de uma fotocopiadora é um cilindro eletrizado que perde eletrização, nas regiões em que incide luz. Então,

I – o efeito fotoelétrico só pode ser entendido em termos de um modelo corpuscular para a radiação eletromagnética.
II – o número de elétrons arrancados de uma placa metálica pelo efeito fotoelétrico cresce com o aumento da
intensidade da radiação eletromagnética que atinge a placa.
III – a energia máxima dos elétrons arrancados de uma placa metálica pelo efeito fotoelétrico cresce com o aumento da intensidade da radiação eletromagnética que atinge a placa.

Está(ão) correta(s)

A) apenas I.
B) apenas II.
C) apenas III.
D) apenas I e II.
E) I, II e III.

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A alternativa correta é letra D

I - Verdadeiro. O efeito fotoelétrico para a radiação eletromagnética é descrito por fótons, estes, partículas elementares (corpúsculos) mediadores da força eletromagnética

II - Verdadeiro . Ao incidir uma onda eletromagnética em qualquer superfície, pelo efeito fotoelétrico e a emissão de fótons, quanto maior for transmissão da energia (intensidade da radiação eletromagnética), maior será o número de elétrons ejatados (ou arrancados)

III - Falso. A energia máxima dos elétrons arrancados não cresce com o aumento da intensidade de radiação que atinge a placa.

Alternativa D.

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98) Sobre as características de resistores exclusivamente ôhmicos, analise:

I. a potência elétrica dissipada pelo resistor depende do valor da intensidade da corrente elétrica que o atravessa;

II. a resistividade é uma característica do material do qual o resistor é feito, e quanto maior for o valor da resistividade, mantidas as dimensões espaciais, menos condutor é esse resistor;

III. a classificação como resistor ôhmico se dá pelo fato de que nesses resistores, os valores da diferença de potencial aplicada e da intensidade de corrente elétrica, quando multiplicados, geram sempre um mesmo valor constante;

IV. a potência elétrica total de um circuito elétrico sob diferença de potencial não nula e constituído apenas por resistores é igual à soma das potências dissipadas individualmente em cada resistor, independentemente de como eles são associados.

Está correto apenas o contido em:

A) I e II.
B) I e III.
C) III e IV.
D) I, II e IV.
E) II, III e IV.

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A alternativa correta é letra A

Analisando cada afirmativa, obtemos:

I -Verdadeira. A potência P de um resistor ôhmico é dada pelo produto da resistência elétrica R, pelo quadrado da corrente elétrica i : P=R.i² .

II - Verdadeira. A resistividade depende do material da resistência, tal qual sua geometria (comprimento e área). Quanto maior for o valor da resistividade, maior será o valor da resistência. Em consequência disso, menor será a passagem de corrente elétrica.

III - Falsa. Pela Primeira Lei de Ohm, U=Ri, sendo U a diferença de potencial. Para um resistor ôhmico, a razão U/i, é constante, e não seu produto como dito na afirmativa.

IV - Falsa. A potência total de um circuito depende de como os resistores estão associados, pois a resistência total de um circuito varia dependendo de como os resistores estão dispostos, em série ou em paralelo.

Alternativa correta, letra A.

99) Na entrevista, um candidato se submeteu a um teste, dizendo se as afirmativas a seguir eram verdadeiras ou falsas.

I. Quanto maior for a área da secção transversal reta de um fio condutor, melhor condutor será esse fio, se forem mantidas as suas demais características.
II. Quanto maior for a resistência elétrica do resistor de um chuveiro, maior será a potência dissipada por ele, quando sob uma mesma tensão elétrica.
III. Mantida constante a resistência elétrica de um condutor, quanto maior for a diferença de potencial aplicada sobre ele, maior será a corrente elétrica que o atravessa.

É correto o contido em

A) I, apenas.
B) II, apenas.
C) I e III, apenas.
D) II e III, apenas.
E) I, II e III.

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A alternativa correta é letra C

Este exercício exige o conhecimento básico das seguintes formulas:

R=ρlA (resistencia) (1)P=U²R (Potencia dissipada) (2)U=R.i (tensão) (3)

onde R= resistência , p=resitividade , l= comprimento , A= área P= potência dissipada, i=corrente.

Para o caso I:

l e p são constante, logo utilizando a equação (1) percebemos que a área é inversamente proporcional a resistência, esta é inversamente proporcional a condutividade, logo quanto maior a área maior a condutividade, pois a resistência é reduzida. (Verdadeiro)

Para o caso II:

Mantendo U=constante, temos que a resistência é inversamente proporcional a potência dissipada, logo aumentando a resistência diminuímos a potência dissipada. (Falso)

Para o caso III:

Mantendo a resistência constante, verificamos pela equação (3) que a corrente é diretamente proporcional a tensão, logo maior a tensão maior a corrente elétrica.(Verdadeiro)

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100) Em um relâmpago, a carga elétrica envolvida na descarga atmosférica é da ordem de 10 coulombs. Se o relâmpago dura cerca de 10-3 segundos, a corrente elétrica média vale, em ampères:

A) 10.
B) 100.
C) 1.000.
D) 10.000.
E) 100.000.

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A alternativa correta é letra D

A corrente elétrica i, é a razão da quantidade de carga Q que flui, pelo intervalo de tempo gasto Δt. Portanto, pelo enunciado :

i = \frac{Q}{Δ t} = \frac{10}{10^{- 3}} = 10^{4} A = 10.000 A

Alternativa D.

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