Eletrodinâmica - Questões de Vestibulares

1. (Unesp 2022) Após comprar um chuveiro elétrico e uma lâmpada fluorescente compacta para sua casa, um rapaz fez-se a seguinte pergunta:

– Por quanto tempo essa lâmpada precisa ficar acesa para consumir a mesma quantidade de energia elétrica que esse chuveiro consome em um banho de 12 minutos de duração?

Para responder a essa pergunta, consultou as embalagens dos dois produtos e observou os detalhes mostrados nas figuras.

A resposta à pergunta feita pelo rapaz é

a) 36 horas.   

b) 75 horas.   

c) 25 horas.   

d) 90 horas.   

e) 100 horas.   

2. (Efomm 2022) Quando pousam em um fio de alta tensão, os pássaros não morrem porque

a) instintivamente só pousam em fios onde não há corrente.   

b) suportam altas diferenças de potencial sem sofrer qualquer dano.   

c) só pousam agrupados, induzindo que a corrente seja dividida por todos eles.   

d) ao pousarem com as patas num mesmo fio, a corrente não flui pelo seu corpo.   

e) pousam no fio somente em dias ensolarados.   

3. (Fuvest 2022) Um componente eletrônico tem curva característica mostrada no gráfico a seguir:

A resistência elétrica do componente na região em que ele se comporta como um resistor ôhmico vale aproximadamente:

a) 0,4 Ω   

b) 0,6 Ω   

c) 0,8 Ω   

d) 1,0 Ω   

e) 1,2 Ω   

4. (Efomm 2022) No circuito mostrado na figura abaixo, a força eletromotriz vale e ɛ=10V, a resistência interna vale r=1,0 Ω e o capacitor tem capacitância C=2,0μF. Sabendo-se que o capacitor encontra-se totalmente carregado, possuindo 16μC de carga, qual é o valor da resistência R, em ohms?

a) 4   

b) 2   

c) 1   

d) 0,5   

e) 0,1   

 

5. (Ime 2022) 

As Figuras 1 e 2 apresentam, respectivamente, as formas de onda da tensão V_carca(t) e da corrente i_carga(t) sobre o dispositivo eletrônico hipotético da Figura 3. Para o instante de tempo t = 3s, a potência fornecida ao circuito pela fonte de tensão (V_F), em W, é:

a) – 45   

b) 45   

c) – 57   

d) 57   

e) 60   

6. (Unesp 2022) Uma pessoa comprou um chuveiro eletrônico e, lendo o manual de instruções do aparelho, encontrou as seguintes informações:

Potência: 7 000 W

Consumo mensal de energia: 42 kWh

Tensão: 220 V

Após alguns cálculos, essa pessoa concluiu que o autor do manual considerou que os usuários desse chuveiro tomariam, em um mês de 30 dias, banhos que, em um dia, teriam duração, em média, de

a) 8 min.   

b) 10 min.   

c) 12 min.   

d) 15 min.   

e) 6 min.   

7. (Ime 2022) Você está desenvolvendo um sistema embarcado autônomo para desinfecção de ambientes. O sistema é composto por um carrinho elétrico com uma lâmpada e uma bateria. Para que o processo de desinfecção funcione apropriadamente, o sistema deverá deslocar-se com velocidade constante por um piso rugoso.

Dados:

1.     massa do carrinho: 6 kg;

2.     massa da bateria: 4 kg;

3.     tensão da bateria: 24 V;

4.     massa da lâmpada: 2 kg;

5.     coeficiente de atrito cinético: 0,2;

6.     aceleração da gravidade: 10 m/s²;

7.     velocidade do sistema: 0,5 m/s; e

8.     potência da lâmpada: 96 W.

Considerações:

1.     as perdas do motor do carrinho são desprezíveis; e

2.     a energia da bateria necessária para fazer o carrinho chegar a velocidade de funcionamento do sistema é desprezível.

Sabendo que a bateria fornece energia para o carrinho e para a lâmpada e que, para a perfeita desinfecção da sala, o sistema deve trabalhar durante 90 minutos, a mínima capacidade da bateria do sistema, em mAh, é:

a) 6370   

b) 6375   

c) 6500   

d) 6625   

e) 6750   

8. (Efomm 2022) Considere um aquecedor constituído por um circuito contendo um resistor de 1,0 Ω ligado a um gerador ideal de força eletromotriz (fem) ajustável. Deseja-se utilizar o efeito Joule para vaporizar, em 30 minutos, 2,0 dos 5,0 litros de água contidos em um recipiente isolado termicamente e à temperatura de 10 °C.

Supondo que não existam perdas para o meio, para o recipiente e para o próprio circuito, qual é, aproximadamente, a fem necessária para que o objetivo seja cumprido?

(Considere: calor específico da água 4,0 kj/kg °C; calor latente de vaporização da água 2230 kj/kg; densidade da água 1kg/l)

a) 8 V   

b) 16 V   

c) 59 V   

d) 72 V   

e) 110 V   

9. (Fac. Albert Einstein - Medicin 2022) Em um trecho de uma instalação elétrica, existem dez lâmpadas idênticas associadas como mostra a figura, ligadas com fios de resistências desprezíveis a uma ddp constante. Inicialmente, todas as lâmpadas estão acesas de acordo com suas especificações. Em determinado momento, porém, a lâmpada L, indicada na figura, queima.

Com a lâmpada L queimada, a potência dissipada pela associação, em relação à situação inicial, sofre uma redução de

a) 40%.   

b) 25%.   

c) 45%.   

d) 30%.   

e) 10%.   

10. (Famema 2022) No circuito esquematizado pela figura a seguir, o voltímetro ideal indica 9 V.

Quando a chave C é fechada, o voltímetro continua indicando 9 V. Já o amperímetro ideal indica

a) 2 A.   

b) 3 A.   

c) 4 A.   

d) 6 A.   

e) 9 A.   

11. (Upe-ssa 3 2022) Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como g=10,0 m/s², densidade da água p=1,0g/cm³, o módulo da carga do elétron como e=1,6 x 10^-19 C, massa do átomo de hidrogênio m_H=1,66 x 10^-27 kg, massa do elétron m_e=9,1 x 10^-31 kg, π=3, constante de Planck h=6,6x10^-34 Js ou 4,14x10^-15 e V, velocidade da luz no vácuo c=3,0x10⁸ m/s, 1eV=1,6x10^-19J, constante de Coulomb ke=9,0x10⁹ Nm²/C².

Em um circuito experimental, uma fonte de força eletromotriz å e resistência interna r está conectada em série a uma resistência variável R. Um experimento, que quantifica a potência dissipada no circuito versus o valor da resistência R, é ilustrado no gráfico da figura abaixo.

 

Então, a força eletromotriz  em volts vale

a) 10   

b) 16   

c) 20   

d) 42   

e) 60   

12. (Fuvest 2021) Uma comunidade rural tem um consumo de energia elétrica de 2MWh por mês. Para suprir parte dessa demanda, os moradores têm interesse em instalar uma miniusina hidrelétrica em uma queda d'água de 15m de altura com vazão de 10 litros por segundo. O restante do consumo seria complementado com painéis de energia solar que produzem 40kWh de energia por mês cada um.

Considerando que a miniusina hidrelétrica opere 24h por dia com 100% de eficiência, o número mínimo de painéis solares necessários para suprir a demanda da comunidade seria de:

Note e adote:

Densidade da água: 1kg/litro.

1 mês = 30 dias.

Aceleração da gravidade: g=10m/s².

a) 12   

b) 23   

c) 30   

d) 45   

e) 50   

13. (Uerj 2016)  Aceleradores de partículas são ambientes onde partículas eletricamente carregadas são mantidas em movimento, como as cargas elétricas em um condutor. No Laboratório Europeu de Física de Partículas – CERN, está localizado o mais potente acelerador em operação no mundo. Considere as seguintes informações para compreender seu funcionamento:

- os prótons são acelerados em grupos de cerca de 3000 pacotes, que constituem o feixe do acelerador;

- esses pacotes são mantidos em movimento no interior e ao longo de um anel de cerca de 30 km de comprimento;

- cada pacote contém, aproximadamente, 10¹¹ prótons que se deslocam com velocidades próximas à da luz no vácuo;

- a carga do próton é igual a 1,6x10^-19 e a velocidade da luz no vácuo é igual a 3 x 10⁸ m x s^-1

Nessas condições, o feixe do CERN equivale a uma corrente elétrica, em ampères, da ordem de grandeza de:

a) 10⁰    

b) 10²     

c) 10⁴     

d) 10⁶     

  

14. (Puccamp 2016)  O mostrador digital de um amperímetro fornece indicação de 0,40 A em um circuito elétrico simples contendo uma fonte de força eletromotriz ideal e um resistor ôhmico de resistência elétrica 10Ω.

Se for colocado no circuito um outro resistor, de mesmas características, em série com o primeiro, a nova potência elétrica dissipada no circuito será, em watts,

a) 0,64   

b) 0,32   

c) 0,50   

d) 0,20   

e) 0,80   

  

15. (Ufrgs 2016)  O gráfico abaixo apresenta a curva corrente elétrica i versus diferença de potencial V para uma lâmpada de filamento.

 

Sobre essa lâmpada, considere as seguintes afirmações.

I. O filamento da lâmpada é ôhmico.

II. A resistência elétrica do filamento, quando ligado em 6 V, é 6Ω. 

III. A potência dissipada pelo filamento, quando ligado em 8V, é 0,15W. 

Quais estão corretas?

a) Apenas I.   

b) Apenas II.   

c) Apenas III.    

d) Apenas I e III.
e) I, II e III.    

16. (Col.naval 2014)  Com relação aos conceitos de eletricidade e magnetismo, coloque V (verdadeiro) ou F (falso) nas afirmativas abaixo e, em seguida, assinale a opção que apresenta a sequência correta.

(     ) Na eletrização por atrito, o corpo que perde elétrons passa a ter mais prótons do que possuía anteriormente e, nesse caso, fica eletrizado com carga positiva.

(     ) Condutores são corpos que facilitam a passagem da corrente elétrica, pois possuem uma grande quantidade de elétrons livres.

(     ) Um ímã em forma de barra, ao ser cortado ao meio, dá origem a dois novos ímãs, cada um com apenas um polo (norte ou sul).

(     ) A bússola magnética, cuja extremidade encarnada é o seu polo norte, aponta para uma direção definida da Terra, próxima ao Polo Norte Geográfico.

(     ) Geradores são dispositivos que transformam outras formas de energia em energia elétrica.

(     ) O chuveiro elétrico pode ser considerado um resistor, pois transforma energia elétrica em energia exclusivamente térmica.  

a) F – V – F – V – V – V    

b) F – F – V – V – F – V     

c) V – F – F – V – V – F    

d) V – V – V – F – F – F    

e) F – V – V – F – F – V   

  

17. (Ufrgs 2014)  Observe o segmento de circuito.

No circuito,  V_A = -20V e V_B = 10V são os potenciais nas extremidades A e B; e R₁ = 2KΩ, R₂ = 8KΩ e R₃ = 5KΩ são os valores das resistências elétricas presentes. Nessa situação, os potenciais nos pontos a e b são, respectivamente,

a) - 24 V e 0 V   

b) - 16 V e 0 V

c) - 4 V e 0 V  

d) 4 V e 5 V   

e) 24 V e 5 V   

  

18. (Cefet MG 2014)  Em um circuito de corrente contínua, utiliza-se um fio de cobre com diâmetro 1,6 mm e 8,4 x 10²² elétrons livres por cm³. Ao se ligar o circuito, a corrente de 10 A, produzida quase instantaneamente, resulta do movimento dos elétrons livres com uma velocidade, em m/s, da ordem de

a) 10¹².   

b) 10⁸.   

c) 10⁴.   

d) 10^–2.   

e) 10^–4.   

  

19. (IFCE 2014)  Suponha um fio cilíndrico de comprimento L, resistividade p₁ e raio da seção transversal circular R. Um engenheiro eletricista, na tentativa de criar um fio cilíndrico menor em dimensões físicas, mas com mesma resistência, muda o comprimento do fio para L/2, o raio da seção transversal circular para R/3 e a resistividade do material de que é feito o fio para p2. Dessa forma, a razão entre p2 e p₁ para que as resistências do segundo e do primeiro fio sejam iguais, deve ser de  

a) 1/9.    

b) 2/3.    

c) 2/9.    

d) 5/3.    

e) 7/9.   

  

20. (Fuvest 2014)  Dois fios metálicos, F₁ e F₂, cilíndricos, do mesmo material de resistividade p, de seções transversais de áreas, respectivamente, A₁ e A₂ = 2A₁, têm comprimento L e são emendados, como ilustra a figura abaixo. O sistema formado pelos fios é conectado a uma bateria de tensão V.

Nessas condições, a diferença de potencial V₁, entre as extremidades de F₁, e V₂, entre as de F₂, são tais que 

a) V₁ = V₂/4    

b) V₁ = V₂/2    

c) V₁ = V₂    

d) V₁ = 2V₂    

e) V₁ = 4V₂   

  

21. (Unifor 2014)  A resistência elétrica R em ohms, para um fio de metal puro está relacionada com a sua temperatura T em °C, pela expressão: R = R₀ (1 + kT) na qual R₀ e k são constantes positivas. Em teoria, a resistência R de um fio cai para zero quando a temperatura atinge o zero absoluto (-273°C). O valor de k é de:

a) 1/273   

b) -1/273    
c) R₀/273
d) -R₀/273

e) 1 + R₀/273   

22. (Uece 2014) Um aquecedor elétrico tem potência de 12 W e, de acordo com o fabricante, deve ser ligado a uma tensão de 6 V. O equipamento consiste de uma bolsa com isolamento térmico e uma resistência ôhmica para gerar calor por efeito Joule. Para ligá-lo em uma bateria automotiva de 12 V, faz-se um arranjo conhecido como divisor de tensão, conforme a figura a seguir.

As resistências R1 e R2 devem ser escolhidas de modo que o aquecedor funcione conforme as especificações do fabricante. Assim, a escolha dos resistores deve ser tal que

a) R₂ < R₁ e R₁ < 3Ω 

b) R₂ < R₁ e R₁ > 3Ω 

c) R₂ = R₁ e R₁ > 3Ω

d) R₂ > R₁ e R₁ < 3Ω

23. (Acafe 2014) Em uma situação cotidiana, uma pessoa liga duas lâmpadas incandescentes em paralelo em uma rede de 220V. As lâmpadas apresentam certa intensidade luminosa (brilho), sendo que a lâmpada 2 tem um filamento de mesmo material, mesmo comprimento, mas é mais grosso que o filamento da lâmpada 1.

Nessas condições, a alternativa correta é:

a) Desligando a lâmpada L₁, a lâmpada L₂ diminui o seu brilho. 

b) A lâmpada L₁ brilha mais que a lâmpada L₂. 

c) As lâmpadas L₁ e L₂ tem o mesmo brilho. 

d) A lâmpada L₂ brilha mais que a lâmpada L₁. 

24. (Ufrgs 2014) Considere o circuito formado por três lâmpadas idênticas ligadas em paralelo à bateria, conforme representa a figura (1).

Como a chave C foi aberta na figura (2), considere as afirmações abaixo sobre a figura (2), em comparação à situação descrita na figura (1).

I. A potência fornecida pela bateria é a mesma.

II. A diferença de potencial aplicada a cada lâmpada acesa é a mesma.

III. As correntes elétricas que percorrem as lâmpadas acesas são menores.

Quais estão corretas?

a) Apenas II. 

b) Apenas III. 

c) Apenas I e II. 

d) Apenas I e III. 

e) I, II e III. 

25. (Upe 2014) Um fio delgado, de resistência total igual a 160,00Ω   foi retorcido até atingir o formato circular mostrado na figura.

Em seguida, uma bateria de força eletromotriz Ɛ = 90,00 V  e resistência interna desprezível foi conectada aos terminais A e B, instalados no fio resistivo.

Então, é CORRETO afirmar que a corrente a qual atravessa a bateria é, no máximo, igual a 

a) 3,00 A 

b) 2,25 A 

c) 0,75 A 

d) 0,56 A 

e) 0,23 A 

26. (Cefet MG 2014) Analise o circuito abaixo.

Sabendo-se que a corrente I é igual a 500mA, o valor da tensão fornecida pela bateria, em volts, é

a) 10. 

b) 20. 

c) 30. 

d) 40. 

e) 50. 

27. (Unesp 2014) Para compor a decoração de um ambiente, duas lâmpadas idênticas, L₁ e L₂, com valores nominais (100 V – 100 W), devem ser ligadas em paralelo a uma fonte de tensão constante de 200 V. Deseja-se que L₁ brilhe com uma potência de 100 W e que L₂ brilhe com uma potência de 64 W. Para que as lâmpadas não queimem, dois resistores ôhmicos, R₁ e R₂, com valores convenientes, são ligados em série com as respectivas lâmpadas, conforme o esquema representado na figura.

Considerando todos os fios utilizados na ligação como ideais e que as lâmpadas estejam acesas e brilhando com as potências desejadas, é correto afirmar que os valores das resistências de R₁ e R₂, em ohms, são, respectivamente, iguais a

a) 200 e 100. 

b) 200 e 150. 

c) 100 e 150. 

d) 100 e 300. 

e) 100 e 200. 

28. (Uerj 2014) Cinco resistores de mesma resistência R estão conectados à bateria ideal E de um automóvel, conforme mostra o esquema:

Inicialmente, a bateria fornece ao circuito uma potência P_I. Ao estabelecer um curto-circuito entre os pontos M e N, a potência fornecida é igual a P_F.

A razão P_F/P_I  é dada por:

a) 7/9

b) 14/5

c) 1

d) 7/6

29. (cftmg 2014) O circuito elétrico seguinte é constituído por três lâmpadas L₁, L₂ e L₃, que são idênticas, e ligadas a uma bateria Ɛ.

Se a lâmpada L₃ repentinamente se queimar, é correto afirmar que

a) L₂ diminuirá o seu brilho. 

b)  L₁ dissipará mais energia. 

c) L₂ dissipará menos energia. 

d)  L₁ terá o mesmo brilho de L₂. 

30. (Espcex (Aman) 2014) O circuito elétrico de um certo dispositivo é formado por duas pilhas ideais idênticas, de tensão “V” cada uma, três lâmpadas incandescentes ôhmicas e idênticas L₁, L₂ e L₃, uma chave e fios condutores de resistências desprezíveis. Inicialmente, a chave está aberta, conforme o desenho abaixo.

Em seguida, a chave do circuito é fechada. Considerando que as lâmpadas não se queimam, pode-se afirmar que 

a) a corrente de duas lâmpadas aumenta. 

b) a corrente de L₁ diminui e a de L₃ aumenta. 

c) a corrente de L₃ diminui e a de L₂ permanece a mesma. 

d) a corrente de L₁ diminui e a corrente de L₂ aumenta. 

e) a corrente de L₁ permanece a mesma e a de L₂ diminui.