COLÉGIO PEDRO II CAMPUS TIJUCA II DEPARTAMENTO DE FÍSICA COORDENADOR: PROFESSOR JOSÉ FERNANDO

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1 COLÉGIO PEDRO II CAMPUS TIJUCA II DEPARTAMENTO DE FÍSICA COORDENADOR: PROFESSOR JOSÉ FERNANDO 3 a SÉRIE PROFESSORES: ROBSON / JULIEN / JOSÉ FERNANDO / EDUARDO / BRUNO Questão 1 Um condutor metálico é percorrido por uma corrente elétrica contínua e constante de intensidade 32mA. Determine: (A) a carga elétrica que atravessa uma seção reta do condutor por segundo; (B) o número de elétrons que atravessa uma seção reta do condutor por segundo. (A) Sendo: Dado: carga elétrica elementar e = 1, C (B) Sendo: q = 3, C q = n e 3, = n 1, n = 3, , n = 2, elétrons Questão 2 A intensidade da corrente elétrica que percorre um condutor metálico varia com o tempo conforme o gráfico: (A) Determine a carga elétrica que atravessa uma seção reta do condutor no intervalo de tempo de 0 a 8,0s. (B) Calcule a intensidade média da corrente elétrica que produz o mesmo efeito da corrente elétrica representada no gráfico. (A) Sendo a intensidade de corrente variável a carga elétrica que atravessa terá valor equivalente à área do gráfico: intensidade de corrente tempo, logo: ( ) Assim: q = 50C Campus Tijuca II - 1

2 (B) A intensidade média de corrente será: i m 6,3A Questão 3 Um resistor ôhmico quando submetido a uma ddp de 6,0V é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 2,0A. Calcule a ddp que deve ser aplicada ao resistor para que a corrente elétrica que o atravesse tenha intensidade 3,2A. Sendo o resistor ôhmico ele obedece à lei de Ohm. Assim: U AB = R i 6 = R 2 R = 6 2 R = 3,0 Logo, na nova condição podemos escrever: Portanto: U AB = R i U AB = 3 3,2 U AB = 9,6V A curva característica de um resistor ôhmico está indicada abaixo: Questão 4 Determine os valores de i e U indicados no gráfico. Sendo o gráfico retilíneo o resistor obedece à lei de Ohm. Assim: U AB = R i 9 = R 3 R = 9 3 R = 3,0 Aplicando a lei de Ohm para o cálculo da intensidade de corrente pedida, podemos escrever: U AB = R i 3,6 = 3 i i = 3,6 3 Aplicando a lei de Ohm para o cálculo da intensidade de corrente pedida, podemos escrever: i = 1,2A U AB = R i U AB = 3 4,5 U AB = 13,5V Campus Tijuca II - 2

3 Questão 5 Um resistor de forma cilíndrica tem resistência elétrica de 40. Determine a resistência elétrica de outro resistor de forma cilíndrica, de mesmo material, com o dobro do comprimento e com o dobro do raio de seção reta. De acordo com a 2ª lei de Ohm, podemos escrever: Questão 6 Calcule a resistência equivalente entre os extremos A e B das associações abaixo: (A) Sendo a associação série, podemos escrever: R equivalente = R equivalente = 15 (B) Sendo a associação mista, podemos escrever: R equivalente = 6,0 (C) A resistência de 6,0 é neutralizada pela ligação direta, logo a resistência equivalente do circuito será reduzida à primeira resistência: R equivalente = 4,0 Campus Tijuca II - 3

4 (D) Nessa associação mista, resolvemos primeiro a associação série representada abaixo: R equivalente = R equivalente = 6,0 R equivalente = 6 2 R equivalente = 3,0 R equivalente = R equivalente = 7,0 (E) Redesenhando o circuito: R equivalente = 3 3 (F) Redesenhando o circuito: R equivalente = 1,0 R equivalente = 10 4 R equivalente = 2,5 Campus Tijuca II - 4

5 Questão 7 Um gerador de força eletromotriz = 12V e resistência interna r = 1,0 é ligado a uma associação de resistores, conforme mostra a figura. Determine as leituras dos amperímetros ideais A 1 e A 2. Para calcular a intensidade de corrente indicada no amperímetro A 1 há necessidade de identificar o valor da resistência equivalente. Sendo assim: Calculo da intensidade de corrente no amperímetro A 1 : U AB = R equivalente i 1 12 = 10 i 1 i 1 = Calculando a ddp nos terminais do resistor de valor 6,0 : U 6,0 = U AB U 5,0 U 6,0 = ,2 1 1,2 U 6,0 = 12 7,2 U 6,0 = 4,8V Calculo da intensidade de corrente indicada no amperímetro A 2 : i 1 = 1,2A U 6,0 = R i 2 4,8 = 6 i 2 i 2 = 4,8 6 I 2 = 0,80A Considere o circuito abaixo. Determine é a leitura do voltímetro ideal V. Questão 8 Calculo da intensidade da corrente que atravessa o circuito: U = R i 24 = ( ) i i = i = 2,4A Calculo da ddp nos terminais do resistor de valor 4,0 : U 4,0 = 4 2,4 U 4,0 = 9,6V Campus Tijuca II - 5

6 Questão 9 Uma lâmpada incandescente para 220V, dissipa uma potência de 60W. Por engano, liga-se a lâmpada a uma fonte de 127V. Determine a potência que a lâmpada dissipa nestas condições. Considere a resistência elétrica da lâmpada constante. Calculo do valor da resistência da lâmpada: Calculo da nova potência de funcionamento da lâmpada Questão 10 A potência elétrica de um chuveiro elétrico de certa residência é de 4500W. (A) Qual é a energia elétrica consumida durante um banho de 20 minutos? Dê a resposta em kwh. (B) Considerando-se que 1,0kWh tem valor de R$ 0,20, calcule o custo da energia elétrica consumida pelo chuveiro, durante um mês (30 dias), sabendo-se que a residência tem quatro moradores que tomam um banho diário, cada um de 20 minutos. P 20W (A) Para o calculo da energia consumida usamos a definição de potência: E = 1,5kWh (B) Calculo do custo financeiro mensal para uma pessoa: C total = E C 1,0kWh N dias C total = 1,5 0,20 30 C total = = R$ 9,00 Calculo do custo mensal para quatro moradores: Custo = 4 pessoas C total Custo = 4 R$ 9,00 Custo = R$ 36,00 Campus Tijuca II - 6