Física - Eletricidade e Magnetismo

Um professor, durante um experimento, enrola um fio condutor de tal maneira a formar uma bobina com várias voltas. As pontas do fio condutor são ligadas aos terminais de uma pequena lâmpada, conforme mostrado na figura a seguir: Em seguida, o professor apaga as luzes da sala e aproxima um ímã da bobina, fazendo a lâmpada se acender. A lâmpada se acende porque o(a)

• bobina gera um campo magnético constante e oposto ao campo magnético do ímã.

• fluxo magnético na bobina produz um potencial elétrico constante em seus terminais.

• material condutor está imerso em um campo magnético, produzindo correntes induzidas.

• movimentação do ímã leva à variação do fluxo magnético na bobina, que gera correntes induzidas.

(ENEM) Para demonstrar o processo de transformação de energia mecânica em elétrica, um estudante constrói um pequeno gerador, utilizando: - um fio de cobre de diâmetro D enrolado em N espiras circulares de área A; - dois ímãs que criam no espaço entre eles um campo magnético uniforme de intensidade B; - um sistema de engrenagens que lhe permite girar as espiras em torno de um eixo com uma frequência f. Ao fazer o gerador funcionar, o estudante obteve uma tensão máxima V e uma corrente de curto-circuito i. Para dobrar o valor da tensão máxima V do gerador, mantendo constante o valor da corrente de curto i, o estudante deve dobrar o(a)

• número de espiras.

• frequência de giro.

• intensidade do campo magnético.

• área das espiras.

• diâmetro do fio.

Na figura a seguir, dois condutores esféricos, A e B, carregados, cujos raios são, respectivamente, RA = 6 cm e RB = 2 cm, estão separados por uma distância muito maior que 6 cm e conectados por um longo fio condutor fino. Uma carga total Q = 8,0 · 10-8 C é colocada em uma das esferas. Considerando a constante eletrostática no vácuo K = 9 · 109 N · m2/C2, pode-se afirmar que, após o equilíbrio eletrostático,

• o potencial elétrico na superfície do condutor A é menor do que o potencial elétrico na superfície do condutor B.

• o potencial elétrico no interior do condutor A é maior do que o potencial elétrico no interior do condutor B.

• a carga elétrica no condutor A é o triplo da carga elétrica no condutor B.

• o campo elétrico é o mesmo na superfície dos dois condutores.

• o potencial elétrico na superfície dos condutores A e B é o mesmo e vale 9 · 102 V.

A indução eletromagnética é o fenômeno que origina a produção de uma força eletromotriz (f.e.m. ou tensão elétrica) em um meio ou corpo exposto a um campo magnético variável, ou em um meio móvel exposto a um campo magnético estático. É assim que, quando o dito corpo é um condutor, produz-se uma corrente induzida. Esse fenômeno foi descoberto por Michael Faraday, que o expressou indicando que a magnitude da tensão induzida é proporcional à variação do fluxo magnético (Lei de Faraday). Imagine uma situação em que, inicialmente, o ímã da figura está estabelecendo um fluxo magnético dado por φ₁ = 0,30 · 10^–3 Wb. Aproximando rapidamente o ímã da espira, o fluxo passa a valer φ2 = 2,3 · 10^–3 Wb. Supondo que essa variação ocorreu em um intervalo de tempo Δt = 0,50 s e que a resistência da espira vale 1,0 Ω, a corrente induzida na espira, em miliamperes, vale

• 1

• 2

• 3

• 4

• 5

Devido ao racionamento de energia elétrica, Laila resolveu verificar o consumo dos aparelhos elétricos de sua casa. Observou, então, que a televisão consome energia elétrica mesmo quando não está sendo utilizada. Segundo o manual de utilização do aparelho, para mantê-lo em estado de prontidão (stand-by), ou seja, para poder ligá-lo usando o controle remoto, é necessária uma potência de 18 W. Assim sendo, o consumo mensal de energia elétrica dessa televisão, em estado de prontidão, equivale, aproximadamente, ao de uma lâmpada incandescente de 60 W acesa durante

• 0,3 dia.

• 1 dia

• 3 dias.

• 6 dias.

• 9 dias.

(ENEM) O consumo de energia elétrica de uma casa pode ser estimado considerando as principais fontes desse consumo. Pense na situação em que apenas os aparelhos que constam na tabela a seguir fossem utilizados diariamente da mesma forma. A tabela fornece a potência e o tempo de uso diário de cada aparelho doméstico. Supondo que o mês tenha 30 dias e que o custo de 1 kWh é de R$0,40, o consumo de energia elétrica mensal dessa casa é de, aproximadamente,

• R$135,00.

• R$165,00.

• R$190,00

• R$210,00.

• R$230,00.

Desde que o homem passou a ter o controle da distribuição da energia elétrica, o medidor elétrico passou a ser um elemento importante nesse processo. Os medidores residenciais têm um disco, localizado abaixo dos mostradores numéricos, que tem sua rotação associada ao consumo de energia naquele imóvel. Admita que uma rotação completa equivale a um consumo de energia elétrica de 3,6 watt-hora. Para fazer um teste de aferição caseiro, uma pessoa deixou apenas um equipamento ligado, cuja potência era conhecida. Fazendo uso de um cronômetro, viu que o disco executou uma volta a cada 60 segundos. A partir das informações apresentadas no texto anterior, a potência do aparelho utilizado é

• 0,06 W.

• 3,6 W.

• 3,6 kW

• 216 W.

• 216 kW.

A distribuição média, por tipo de equipamento, do consumo de energia elétrica nas residências no Brasil é apresentada no gráfico. Como medida de economia, em uma residência com 4 moradores, o consumo mensal médio de energia elétrica foi reduzido para 300 kWh. Se essa residência obedece à distribuição dada no gráfico, e se nela há um único chuveiro de 5 000 W, pode-se concluir que o banho diário de cada morador passou a ter uma duração média, em minutos, de

• 2,5.

• 5,0.

• 7,5.

• 10,0.

• 12,0.

O gráfico a seguir mostra como varia a intensidade da força eletrostática (F) entre duas partículas eletrizadas, em função da distância (d) entre elas. Baseando-se nas informações do gráfico, pode-se afirmar que a razão F1/F2 é igual a

• 18

• 9/4

• 6

• 36

• 3/2

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade g = 10,0 m/s², o módulo da carga do elétron e = 1,6 x 10⁻¹⁹ C, a massa do próton mp = 1,7 x 10⁻²⁷ kg e a massa do elétron me = 9,1 x 10⁻³¹ kg. Utilize π = 3 e a constante de Planck h = 6,6 x 10⁻³⁴ Js ou 4,14 x 10⁻¹⁵ eV. Um circuito é composto de um gerador com tensão constante de 24 V; um resistor de 6 Ω; um fusível, que é acionado quando a corrente é maior que 3 A; e um resistor variável, como esquematizado a seguir. Qual é o valor mínimo de resistência que o resistor variável pode ter sem que o fusível seja acionado?

• 1 Ω

• 2 Ω

• 3 Ω

• 4 Ω

• 5 Ω