geradores e lei de pouliett - FÍSICA PARA POUCOS

FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL II – PROF JOÃO RODRIGO ESCALARI - 2012ESQ. - EXERCÍCIOS DE FÍSICA II – GERADORES E LEI DE POULIETT1.4. A figura representa um trecho de um circuitopercorrido por uma corrente com intensidade de 4,0 A.A resistência elétrica do resistor equivalente daassociação acima, entre os pontos A e B, é:a) 2R b) R c) R/2 d) R/3 e) R/42. A diferença de potencial entre os pontos A e B, docircuito abaixo, é igual a 10 V.Determine:a) a diferença de potencial entre os pontos A e B (V A -V B ).b) A diferença de potencial entre os pontos C e B (V C -V B ).5. A resistência entre os pontos A e B do resistorequivalente à associação mostrada na figura a seguirtem valor, em Ω , igual aA corrente que passa pelo resistor de 6Ω é:a) 2 A b) 3 A c) 1 A d) 0,4 A3. A figura (ver imagem 1) representa a maneira comodois resistores R 1 e R 2 foram ligados.a) 95. b) 85. c) 55. d) 35. e) 25.6. Alguns resistores de resistência R são associadossegundo as configurações I, II, III e IV, conforme asfiguras.Deseja-se acrescentar ao circuito um terceiro resistorR 3 de forma que a resistência equivalente entre ospontos A e C do novo circuito se torne igual a 2,0 Ω.Entre as opções de circuitos apresentados (verimagem 2), identifique aquela que atenderá ao objetivoproposto.Sejam R I , R II , R III e R IV , respectivamente, asresistências equivalentes, entre os pontos a e b,relativas às configurações I, II, III e IV. Pode-seafirmar, corretamente, que R I + R II + R III + R IV éaproximadamente igual a:a) 17R b) 13R c) 6R d) 3R7. As figuras abaixo representam circuitos elétricossimples, em que R indica resistores idênticos, Aamperímetros ideais e i 1 , i 2 e i 3 os valores das leiturasdas intensidades de corrente nos respectivosamperímetros.

10. Dispondo de vários resistores iguais, deresistência elétrica 1,0Ω cada, deseja-se obter umaassociação cuja resistência equivalente seja 1,5Ω. Sãofeitas as associações:Quando os três circuitos são submetidos a umamesma diferença de potencial elétrico, entre os pontosP e Q, a relação entre i 1 , i 2 e i 3 é:a) i 1 = i 2 = i 3b) i 1 = 2 i 2 = i 3 /2c) i 1 /2= i 2 = i 3d) i 1 = i 2 = i 3 /2e) i 1 = i 2 /2 = i 38. As instalações elétricas em nossas casas sãoprojetadas de forma que os aparelhos sejam sempreconectados em paralelo. Dessa maneira, cadaaparelho opera de forma independente. A figuramostra três resistores conectados em paralelo.A condição é satisfeita somentea) na associação I.b) na associação II.c) na associação III.d) nas associações I e II.e) nas associações I e III.11. Dois resistores, um com resistência R e outro comresistência 2R, e uma pilha de 1,5 volts e resistênciainterna desprezível são montados como mostra afigura.Desprezando-se se as resistências dos fios de ligação, ovalor da corrente em cada resistor é:a) I 1 = 3A, I 2 = 6A e I 3 = 9A.b) I 1 = 6A, I 2 = 3A e I 3 = 2A.c) I 1 = 6A, I2 = 6A e I 3 = 6A.d) I 1 = 9A, I2 = 6A e I 3 = 3A.e) I 1 = 15A, I2 = 12A e I 3 = 9A.Pede-sea) o valor de R, supondo que a corrente que passapela pilha é igual a 0,1 A.b) a diferença de potencial VAB entre A e B.9. Considere um circuito formado por 4 resistoresiguais, interligados por fios perfeitamente condutores.Cada resistor tem resistência R e ocupa uma dasarestas de um cubo, como mostra a figura a seguir.Aplicando entre os pontos A e B uma diferença depotencial V, a corrente que circulará entre A e Bvalerá:12. Duas baterias têm mesma força eletromotriz (ε(1 =ε 2 ) e resistências internas respectivamente iguais a r 1e r 2 . Elas são ligadas em série a um resistor externode resistência R. O valor de R que tornará nula adiferença de potencial entre os terminais da primeirabateria será igual a:a) 4V/R. b) 2V/R. c) V/R.d) V/2R. e) V/4R.a) r 1 + r 2 b) r 1 - r 2c) r 2 - r 1

d) r 1 + r 2 /2 e) r 1 - r 2 /213. No circuito a seguir, a corrente que passa peloamperímetro ideal tem intensidade 2A. Invertendo apolaridade do gerador de f.e.m. ε 2 , a corrente doamperímetro mantém o seu sentido e passa a terintensidade 1A. A f.e.m. ε 2 vale:Varia-se a resistência R, e as correspondentesindicações do amperímetro e do voltímetro são usadaspara construir o seguinte gráfico de voltagem (V)versus intensidade de corrente (I).a) 10 V b) 8 V c) 6 V d) 4 Ve) 2 V14. No circuito abaixo observa-se que, quando achave C está aberta, o voltímetro indica 4,5 V.Ligando-se a chave, o amperímetro indica 4,0 A e ovoltímetro passa a indicar 4,2 V. A partir destasmedidas e considerando que o voltímetro e oamperímetro são equipamentos ideais, determine aresistência interna da bateria, em miliohms (10 - 3 Ω).AUsando as informações do gráfico, calcule:a) o valor da resistência interna da bateria;b) a indicação do amperímetro quando a resistência Rtem o valor 1,7Ω.17. Uma bateria de automóvel pode ser representadapor uma fonte de tensão ideal U em série com umaresistência r. O motor de arranque, com resistência R,é acionado através da chave de contato C, conformemostra a figura .εrCV15. Seis pilhas iguais, cada uma com diferença depotencial V, estão ligadas a um aparelho, comresistência elétrica R, na forma esquematizada nafigura.Foram feitas as seguintes medidas no voltímetro e noamperímetro ideais:a) Calcule o valor da diferença de potencial U.b) Calcule r e R.Nessas condições, a corrente medida peloamperímetro A, colocado na posição indicada, é igualaa) V/ R b) 2V/ R c) 2V/ 3Rd) 3V/ R e) 6V/ R18. Uma bateria foi ligada a um resistor X deresistência ajustável, como indicado na figura. Paradiferentes valores da resistência, os valores medidospara a diferença de potencial V AB , entre os pontos A eB, e para a corrente i no circuito, são indicados nográfico abaixo. Determine o valor da resistênciainterna r da bateria, em Ω.16. Uma bateria comercial de 1,5V é utilizada nocircuito esquematizado abaixo, no qual o amperímetroe o voltímetro são considerados ideais.

VAB(V)AεrB6,04,0A2,0X00,00,2 0,4 0,6 0,8 i(A)Qual o valor da força eletromotriz da bateria?19. No circuito esquematizado abaixo, o amperímetroindica A indica 400mA.O voltímetro V, também indica, indica, em V,a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 1020. A figura a seguir mostra o circuito elétricosimplificado de um automóvel, composto por umabateria de 12V e duas lâmpadas L 1 e L 2 cujasresistências são de 6,0 Ω cada. Completam o circuitouma chave liga-desliga (C) e um fusível de proteção(F). A curva tempo × corrente do fusível também éapresentada na figura a seguir. Através desta curvapode-se determinar o tempo necessário para o fusívelderreter e desligar o circuito em função da correnteque passa por ele.a) Calcule a corrente fornecida pela bateria com achave aberta.b) Determine por quanto tempo o circuito irá funcionara partir do momento em que a chave é fechada.c) Determine o mínimo valor da resistência de umalâmpada a ser colocada no lugar de L‚ de forma que ocircuito possa operar indefinidamente sem que ofusível de proteção derreta.21. A figura representa uma bateria, de forçaeletromotriz E e resistência interna r = 5,0 Ω, ligada aum solenóide de 200 espiras. Sabe-se que oamperímetro marca 200 mA e o voltímetro marca 8,0V, ambos supostos ideais.22. Algumas residências recebem três fios da rede deenergia elétrica, sendo dois fios correspondentes àsfases e o terceiro ao neutro. Os equipamentosexistentes nas residências são projetados para seremligados entre uma fase e o neutro (por exemplo, umalâmpada) ou entre duas fases (por exemplo, umchuveiro). Considere o circuito abaixo que representa,de forma muito simplificada, uma instalação elétricaresidencial. As fases são representadas por fontes detensão em corrente contínua e os equipamentos,representados por resistências. Apesar desimplificado, o circuito pode dar uma idéia dasconseqüências de uma eventual ruptura do fio neutro.Considere que todos os equipamentos estejam ligadosao mesmo tempo.a) Calcule a corrente que circula pelo chuveiro.b) Qual é o consumo de energia elétrica da residênciaem kWh durante quinze minutos?c) Considerando que os equipamentos se queimamquando operam com uma potência 10% acima danominal , determine quais serão os equipamentosqueimados caso o fio neutro se rompa no ponto A.23. As características de uma pilha, do tipo PX, estãoapresentadas no quadro a seguir, tal como fornecidaspelo fabricante. Três dessas pilhas foram colocadaspara operar, em série, em uma lanterna que possuiuma lâmpada L, com resistência constante R L = 3,0 Ω.Por engano, uma das pilhas foi colocada invertida,como representado abaixo:Determine:a) A corrente I, em ampères, que passa pela lâmpada,com a pilha 2 “invertida”, como na figura.b) A potência P, em watts, dissipada pela lâmpada,com a pilha 2 “invertida”, como na figura.

c) A razão F = P/P 0 , entre a potência P dissipada pelalâmpada, com a pilha 2 “invertida”, e a potência P 0 ,que seria dissipada, se todas as pilhas estivessemposicionadas corretamente.24. Considere o circuito abaixo.Afirma-se que:I. O amperímetro ideal A registra 2 A.II. O potencial no ponto P é 10 V.III. A potência dissipada no resistor de 4 Ω é 4 W.São verdadeirasa) apenas I e II. b) apenas I e III.c) apenas II e III. d) I, II e III.25. Considere o circuito mostrado na figura abaixo.Assinale a alternativa que contém, respectivamente,os valores da resistência R e da diferença de potencialentre os pontos a e b, sabendo que a potênciadissipada no resistor de 5 Ω é igual a 45 W.a) 1 Ω e 5 V b) 5 Ω e 15 V c) 10Ωe 15 Vd) 10Ω e 30 V e) 15Ω e 45 V26. Considere o circuito representadoesquematicamente na figura a seguir. O amperímetroideal A indica a passagem de uma corrente de 0,50A.Os valores das resistências dos resistores R 1 e R 2 edas forças eletromotrizes E 1 e E 2 dos geradores ideaisestão indicados na figura. O valor do resistor R 2 não éconhecido. Determine:a) O valor da diferença de potencial entre os pontos Ce D.b) A potência fornecida pelo gerador E 1 .GABARITO1. Alternativa: B 2. Alternativa: C3. Alternativa: B4. a) V A - V B = 20Vb) V C - V B = -4V5. Alternativa: D 6. Alternativa: C7. Alternativa: B 8. Alternativa: B9. Alternativa: A 10. Alternativa: E11. a) R = 5 Ωb) U = 0,5 V12. Alternativa: B 13. Alternativa: A14. r = 0,075 Ω 15. Alternativa: B16. a) Quando a corrente é nula a resistência externaé infinita e a voltagem é exatamente igual à fem ε, ouseja, ε = 1,5V. Quando a corrente no circuito é 1,0A aqueda no potencial é 1,2V.Usando a equação ε - V = r i I, obtemos a resistência1,5 −1,2r i = = 0, 30Ωinterna:1,0.b) Visto que V = RI , podemos escrever a equaçãoacima na forma ε = (R + r i )I. A corrente é, então,1,5I = = 0,75A1,7 + 0,3.17. a) U = 12Vb) R = 0,1 Ω e r = 0,02 Ω18. r = 5 Ω 19. Alternativa: D20. a) i = 2 A b) ∆t = 1 s c) R 2 = 12 Ω21. E = 9 V22. i = 20 AE = 1,25 kWhSomente o ventilador23. a) I = 0,30 Ab) P = 0,27 Wc) F = P/P 0 = 1/9 ≅ 0,1124. Alternativa: D 25. Alternativa: C26. a) U = 5 Vb) P f = 12 W