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sábado, 12 de junho de 2021

Eletricidade - Aula 16 (continuação)

Exercícios de revisão

Revisão/Ex 1:
(ENEM)
Um curioso estudante, empolgado com a aula de circuito elétrico que assistiu na escola, resolve desmontar sua lanterna. Utilizando-se da lâmpada e da pilha, retiradas do equipamento, e de um fio com as extremidades descascadas, faz as seguintes ligações com a intenção de acender a lâmpada:



Tendo por base os esquemas mostrados, em quais casos a lâmpada acendeu?

a) (1), (3), (6)
b) (3), (4), (5)
c) (1), (3), (5)
d) (1), (3), (7)
e) (1), (2), (5)


Resolução: clique aqui

Revisão/Ex 2:
(UFSM-RS)
Uma lâmpada permanece acesa durante 5 minutos, por efeito de uma corrente de 2 A. Nesse intervalo de tempo, a carga total (em C) fornecida a essa lâmpada é:


a) 0,4        b) 2,5        c) 10        d) 150        e) 600


Resolução: clique aqui

Revisão/Ex 3:
Um fio metálico é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 16 A. A carga elétrica do elétron tem módulo 1,6.10-19 C. O número de elétrons que passa por segundo, pela seção transversal do fio, é igual a:

a) 16.1
021
b) 8,0.1021 
c) 4,0.1020
d) 2,0.1020 
e) 1,0.1020

Resolução: clique aqui

Revisão/Ex 4:
Pela seção transversal de um fio metálico passam 4,0.1019 elétrons por segundo. A carga elétrica do elétron tem módulo 1,6.10-19 C. A intensidade da corrente elétrica que atravessa o fio é, em ampères, igual a:

a) 3,2
b) 6,4
c) 8,0
d) 9,6
e) 16


Resolução: clique aqui

Revisão/Ex 5:
(PUC-SP)
Uma corrente elétrica de intensidade 11,2 µA percorre um condutor metálico. A carga elementar é e = 1,6.
10-19 C. O tipo e o numero de partículas carregadas que atravessam uma seção transversal desse condutor por segundo são:

a) Prótons; 7,0.
1013 partículas
b) Íons de metal; 14,0.
1016 partículas
c) Prótons; 7,0.
1019 partículas
d) Elétrons; 14,0.
1016 partículas
e) Elétrons; 7,0.
1013 partículas

Resolução: clique aqui
b
Desafio: 

Um fio metálico tem área de seção transversal A é percorrido por uma corrente contínua de intensidade i. Seja e a carga elétrica elementar, v a velocidade média dos elétrons livres que constituem a corrente e N o número de elétrons livres por unidade de volume existente no condutor. Prove que: i = Nave.

A resolução será publicada na próximo sábado. 

Resolução do desafio anterior:

São dadas três esferas metálicas. Isoladas, A, B e C, de raios R, R e 2R, respectivamente, com R = 30 cm. A esfera A está eletrizada com potencial elétrico de 3,0.103 V e B e C estão descarregadas. 
É dada a constante eletrostática do meio K0 = 9.109
N.m2/C2.

a) Determine a carga elétrica inicial Q de A.
b) Unem-se as esferas por meio de fios condutores de capacitâncias desprezíveis. Qual é o potencial elétrico de equilíbrio e quais as novas cargas elétricas Q
A, QB e QC, de A, B e C?
c) Sabe-se que ao se estabelecer a ligação entre os condutores ocorre, entre eles, uma transferência de elétrons. Analise entre quais condutores se deu esta passagem de elétrons e determine o número de elétrons que os condutores trocaram. É dada a carga elétrica do elétron, em valor absoluto: e = 1,6.10-19 C.


a) 
V = K0.Q/R => 3,0.103 = 9.109.Q/0,30 => Q = 1,0.10-7 C

b)
Q = QA+QB+QC => Q = CA.V+CB.V+CC.V => Q = (R/K0+R/K0+2R/K0).V =>
1,0.10-7 = [(0,30+0,30+0,60)/9.109].V => V = 7,5.102 V

QA => CA.V => (R/K0).V => QA = (0,30/9.109).7,5.102 => QA = 0,25.10-7 C
QB => CB.V => QB = 0,25.10-7 C
QC => CC.V => (2R/K0).V => QC = 0,50.10-7 C

c)
Elétrons passam de B e C para A.

Número de elétrons de B para A: 
nBA = QB/e =  0,25.10-7/1,6.10-19 => nBA ≅ 1,56.1011 elétrons

Número de elétrons de C para A: 
nCA = QC/e =  0,50.10-7/1,6.10-19 => nCA3,12.1011 elétrons

Respostas: 
a) 1,0.10-7 C
b) 0,25.10-7 C; 0,25.10-7 C; 0,50.10-7 C
c) Elétrons passam de B e C para A:
nBA 1,56.1011 elétrons
nCA 3,12.1011 elétrons

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