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

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51) Tecnologias móveis como celulares e tablets têm tempo de autonomia limitado pela carga armazenada em suas baterias. O gráfico abaixo apresenta, de forma simplificada, a corrente de recarga de uma célula de bateria de íon de lítio, em função do tempo. Considere uma célula de bateria inicialmente descarregada e que é carregada seguindo essa curva de corrente.

A sua carga no final da recarga é de

A) 3,3 C.
B) 11.880 C.
C) 1200 C.
D) 3.300 C.

A alternativa correta é letra B

Sabemos que

i = \frac{Q}{Δ t}, \log o Q = i . Δ t

, e podemos achar esse valor da carga calculando a área do gráfico, que é na verdade, a área do trapezio.

A = \frac{(B_{m a i o r} + B_{m e n o r}) . h}{2}

Lembrando que em 1h temos 3600s.

A = \frac{3600 (1, 5 + 4) 1, 2}{2} = > A = 11880 C

Logo, Q=11880 C

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52) Uma das grandezas que representa o fluxo de elétrons que atravessa um condutor é a intensidade da corrente elétrica, representada pela letra i. Trata-se de uma grandeza:

A) vetorial, porque a ela sempre se associa um módulo, uma direção e um sentido.
B) escalar, porque é definida pela razão entre grandezas escalares: carga elétrica e tempo.
C) vetorial, porque a corrente elétrica se origina da ação do vetor campo elétrico que atua no interior do condutor.
D) escalar, porque o electromagnetismo só pode ser descrito por grandezas escalares.
E) vetorial, porque as intensidades das correntes que convergem em um nó sempre se somam vetorialmente.

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A alternativa correta é letra B

Define-se a intensidade de corrente elétrica (i) pela relação entre a carga elétrica ∆Q que passa pela seção S de um fio condutor e o intervalo de tempo ∆t em que ocorreu essa passagem:

i = \frac{ΔQ}{Δt}

Como essas grandezas são escalares, a razão entre elas também será escalar. Dessa forma, corrente é uma grandeza escalar devido a sua definição matemática. Portanto, a resposta correta é a alternativa B.

53) Admita que esse relógio apresente um defeito, passando a indicar, permanentemente, 19 horas e 06 minutos. A pilha que o alimenta está totalmente carregada e é capaz de fornecer uma carga elétrica total de 720 coulombs, consumida apenas pelos displays.

O tempo, em horas, para a pilha descarregar totalmente é igual a:

A) 0,2
B) 0,5
C) 1,0
D) 2,0

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A alternativa correta é letra C

No relógio marcando 19 horas e 06 minutos, existem 20 filetes acesos no total. Como cada filete necessita de uma corrente elétrica de 10 mA a corrente total necessária para manutenção dos filetes ligados é a quantidade de filetes multiplicado pela corrente necessária para acender cada filete, ou seja:

i = 20 filetes x 10 mA

i = 200 mA = 0,2 A

A definição de corrente é relacionada com a carga elétrica disponibilizada pelo tempo de disponibilização, sendo assim:

i = Q / t

Sendo:

i = corrente

Q = carga elétrica

t = tempo

Logo:

t = Q / i

t = 720 C / 0,2 A

t = 3600 s

t = 1 h

A resposta correta é a Letra C

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54) Para dar a partida em um caminhão, é necessário que sua bateria de 12 V estabeleça uma corrente de 100 A durante um minuto. A energia, em joules, fornecida pela bateria, corresponde a:

A) 2,0 × 10¹
B) 1,2 × 10²
C) 3,6 × 10³
D) 7,2 × 10⁴

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A alternativa correta é letra D

A energia é dada pelo produto da diferença de potencial com a quantidade de carga. W = UQ, mas Q=it.
Logo :
W=Uit = 12 x 100 x 60 = 72000.
A resposta correta é alternativa D.

55) A figura representa o esquema de ligação dos faróis de um automóvel à bateria do veículo. O circuito é constituído por: duas lâmpadas de 12 V – 60 W cada uma; uma chave de acionamento e um fusível de proteção, ambos de resistências desprezíveis; e fios de ligação e conectores, também ideais.

Se os dois faróis estiverem acesos, das opções indicadas nas alternativas, aquela que corresponde à menor amperagem do fusível capaz de proteger esse circuito é

A) 15 A.
B) 12 A.
C) 6 A.
D) 4 A.
E) 9 A.

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A alternativa correta é letra B

Primeiro precisamos calcular a resistência de cada farol.

P = U . i U = r . i P = U ² / r = > r = U ² / P r = 12 ² / 60 r = 2, 4 Ω

Agora vamos associar os farois (como resistores em paralelo)

\frac{1}{R e q} = \frac{1}{r} + \frac{1}{r} = \frac{2}{r} R e q = \frac{r}{2} = \frac{2, 4}{2} = 1, 2 Ω

\frac{1}{R e q} = \frac{1}{r} + \frac{1}{r} = \frac{2}{r} R e q = \frac{r}{2} = \frac{2, 4}{2} = 1, 2 Ω

Para calcular a corrente que passará pelo circuito basta aplicar a lei de Ohm.

i = \frac{U}{r} = \frac{12}{1, 2} = 10 A

Como a corrente que passa é 10A o fusível indicado é o menor valor maior do que 10A, logo alternativa B, 12A

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56) Outro exemplo de desenvolvimento, com vistas a recargas rápidas, é o protótipo de uma bateria de íon-lítio, com estrutura tridimensional. Considere que uma bateria, inicialmente descarregada, é carregada com uma corrente média im= 3,2 A até atingir sua carga máxima de Q =0,8 Ah. O tempo gasto para carregar a bateria é de

A) 240 minutos.
B) 90 minutos.
C) 15 minutos.
D) 4 minutos.

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A alternativa correta é letra C

A intensidade da corrente elétrica i é obtida a partir razão da quantidade de carga Q pelo intervalo de tempo

Δ t

. Portanto :

i = \frac{Q}{Δ t} \Rightarrow Δ t = \frac{Q}{i} = \frac{0, 8}{3, 2} = 0, 25 h = 15 m i n

Alternativa C.

57) As tecnologias vestíveis digitais estão sendo incorporadas em mais e mais produtos que usamos no nosso cotidiano. Entre tantos, podemos citar exoesqueletos, relógios e óculos “inteligentes”; pulseiras fitness, lentes de contato para diabéticos, luvas de composição musical e realidade aumentada, unhas postiças eletrônicas, cílios postiços condutivos, sapatilhas de corrida eletrônicas e tatuagens digitais. Em virtude dessa crescente oferta, observa-se o acréscimo significativo de adeptos, comprovado pelo surgimento de revistas, congressos, conferências e exposições especializados sobre o tema. Enfim, uma revolução no modo de vida das pessoas.

(1)(http://www.wearabledevices.com/devices/ Acesso em: 05.08.2014. Originais coloridos) (2)(http://tinyurl.com/oglobo-vestiveis. Acesso em: 05.08.2014. Origi nal colorido)

A maioria desses dispositivos portáteis necessita de energia elétrica, geralmente oriunda de pilhas ou baterias internas recarregáveis. Esses dispositivos funcionam, basicamente, graças à corrente elétrica

A) alternada.
B) contínua.
C) residual.
D) de fuga.
E) protônica

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A alternativa correta é letra B

As pilhas e baterias aos quais são ligados tais aparelhos e dispositivos apresentam uma polaridade fixa em seus terminais, com isso o campo elétrico tem um sentido constante na fiação. Logo, o movimento dos elétrons livres no fio do aparelho se dá sempre no mesmo sentido, o que implica que temos uma corrente contínua.

Alternativa B)

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58) Suponha que o feixe de elétrons em um tubo de imagens de televisão tenha um fluxo de 8,1 x 1015 elétrons por segundo. Qual a corrente do feixe em unidades de 10-4A?

A) 13
B) 15
C) 17
D) 19
E) 23

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A alternativa correta é letra A

Um elétron possui carga elementar igual à 1,6.10^-19C.

Assim, 8,1.10¹⁵ életrons equivalem a:

8,1.10¹⁵ . 1,6.10^-19C = 12,96.10^-4A.

Alternativa A.

59) Um carro elétrico é uma alternativa aos veículos com motor a combustão interna. Qual é a autonomia de um carro elétrico que se desloca a 60 km/h, se a corrente elétrica empregada nesta velocidade é igual a 50 A e a carga máxima armazenada em suas baterias é q = 75 Ah?

A) 40,0 km.
B) 62,5 km.
C) 90,0 km.
D) 160,0 km

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A alternativa correta é letra C

A corrente elétrica é a razão da quantidade de carga, pelo intervalo de tempo. Logo,

i = \frac{q}{Δ t} = 50 = \frac{75}{Δ t} \Rightarrow Δ t = \frac{75}{50} = 1, 5 h

A velocidade média é a razão da distância percorrida pelo intervalo de tempo. Portanto,

v = \frac{Δ x}{Δ t} \Rightarrow Δ x = v . Δ t = 60.1, 5 = 90 k m

Alternativa C.

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60) Um condutor é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i = 800 mA. Conhecida a carga elétrica elementar, e = 1,6 x 10–19C, o número de elétrons que atravessa uma seção normal desse condutor, por segundo, é

A) 8,0 x 10^19.
B) 5,0 x 10²⁰.
C) 5,0 x 10¹⁸.
D) 1,6 x 10²⁰.
E) 1,6 x 10^22.

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A alternativa correta é letra C

Podemos resolver este exercício partindo do conceito de corrente elétrica:

i = \frac{n e}{t}

onde i= corrente elétrica, n=número de elétrons, e=carga elementar elétrica e t= tempos

Para sabermos o número de elétrons que passa na seção transversal em um segundo:

i = 800 mA, t = 1 s e = 1, 6 . 10^{- 19} C i = \frac{ne}{t} \Rightarrow n = \frac{it}{e} n = \frac{800 . 10^{- 3} . 1}{1, 6 . 10^{- 19}} = 5, 0 . 10^{18} elétrons

Portanto temos resposta C

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