Física Listas de Exercício (EM/Vestibular)

(Física -Ensino Médio/Vestibular) – Lista de Exercício – Leis de Ohn e Circuitos

Questão

(FATEC – 2016) Considere as especificações técnicas de um chuveiro elétrico e responda às questões de números 35 e 36.

Deseja-se instalar em uma rede de 220 V apenas esse chuveiro elétrico e um disjuntor. O disjuntor é um dispositivo responsável pela proteção das instalações elétricas, interrompendo a passagem da corrente elétrica quando o valor nele especificado é ultrapassado. Dispõem-se dos seguintes modelos de disjuntores para uma determinada instalação elétrica.

Para que o chuveiro funcione normalmente nos dois seletores de temperatura, sem que haja riscos para o circuito, o disjuntor mais adequado a ser instalado é o
(A) I.
(B) II.
(C) III.
(D) IV.
(E) V.

Lembre-se de que:
$$P = U\cdot i$$, em que P é dado em watts, U em volts e i em amperes.

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Questão

(UNESP – 2018) Para obter experimentalmente a curva da diferença de potencial U em função da intensidade da corrente elétrica i para uma lâmpada, um aluno montou o circuito a seguir. Colocando entre os pontos A e B resistores com diversos valores de resistência, ele obteve diferentes valores de U e de i para a lâmpada.

Considerando que a bateria de 9,0 V, os aparelhos de medida e os fios de ligação sejam ideais, quando o aluno obteve as medidas U = 5,70 V e i = 0,15 A, a resistência do resistor colocado entre os pontos A e B era de
(A) 100 Ω.
(B) 33 Ω.
(C) 56 Ω.
(D) 68 Ω.
(E) 22 Ω.

Solução:

A lâmpada, o resistor e o amperímetro estão em série. Portanto a corrente (i = 15 A) é a mesma para os três. O voltímetro mede a voltagem somente da lâmpada. Como a lâmpada e o resistor estão em série, ambos ligados à bateria de 9 V, a voltagem do resistor será 9 – 5,7 = 3,3 V. Agora basta calcular a resistência: \[U = R\cdot i \longrightarrow 3,3 = R\cdot 0,15 R = 22\Omega\] Resposta: letra E.

Questão

(ENEM – 2017/ppl) A capacidade de uma bateria com acumuladores, tal como a usada no sistema elétrico de um automóvel, é especificada em ampére-hora (Ah). Uma bateria de 12 V e 100 Ah fornece 12 J para cada coulomb de carga que flui através dela. Se um gerador, de resistência interna desprezível, que fornece uma potência elétrica média igual a 600 W, fosse conectado aos terminais da bateria descrita, quanto tempo ele levaria para recarregá-la completamente?

a) 0,5 h

b) 2 h

c) 12 h

d) 50 h

e) 100 h

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Questão

(ENEM – 2017) Dispositivos eletrônicos que utilizam materiais de baixo custo, como polímeros semicondutores, têm sido desenvolvidos para monitorar a concentração de amônia (gás tóxico e incolor) em granjas avícolas. A polianilina é um polímero semicondutor que tem o valor de sua resistência elétrica nominal quadruplicado quando exposta a altas concentrações de amônia. Na ausência de amônia, a polianilina se comporta como um resistor ôhmico e a sua resposta elétrica é mostrada no gráfico.

O valor da resistência elétrica da polianilina na presença de altas concentrações de amônia, em ohm, é igual a

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Questão

(ENEM – 2017/ppl) Uma lâmpada é conectada a duas pilhas de tensão nominal 1,5 V, ligadas em série. Um voltímetro, utilizado para medir a diferença de potencial na lâmpada, fornece uma leitura de 2,78 V, e um amperímetro indica que a corrente no circuito é de 94,2 mA. O valor da resistência interna das pilhas é mais próximo de

a) 0,021 Ω

b) 0,22 Ω

c)0,26 Ω

d)2,3 Ω

e)29 Ω

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Questão

(ENEM 2017) Em algumas residências, cercas eletrificadas são utilizadas com o objetivo de afastar possíveis invasores. Uma cerca eletrificada funciona com uma diferença de potencial elétrico de aproximadamente 10 000 V. Para que não seja letal, a corrente que pode ser transmitida através de uma pessoa não deve ser maior do que 0,01 A. Já a resistência elétrica corporal entre as mãos e os pés de uma pessoa é da ordem de 1000 Ω

Para que a corrente não seja letal a uma pessoa que toca a cerca eletrificada, o gerador de tensão deve possuir uma resistência interna que, em relação à do corpo humano, é

praticamente nula.
aproximadamente igual.
milhares de vezes maior.
da ordem de 10 vezes maior.
da ordem de 10 vezes menor.

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Questão

(UNICAMP – 2018) Nos últimos anos, materiais exóticos conhecidos como isolantes topológicos se tornaram objeto de intensa investigação científica em todo o mundo. De forma simplificada, esses materiais se caracterizam por serem isolantes elétricos no seu interior, mas condutores na sua superfície. Desta forma, se um isolante topológico for submetido a uma diferença de potencial U, teremos uma resistência efetiva na superfície diferente da resistência do seu volume, como mostra o circuito equivalente da figura abaixo. Nessa situação, a razão $$F = \frac{i_{S}}{i_{V}}$$ entre a corrente $$i_{S}$$ que atravessa a porção condutora na superfície e a corrente $$i_{V}$$ que atravessa a porção isolante no interior do material vale

a) 0,002.
b) 0,2.
c) 100,2.
d) 500.

Solução:

Aqui temos a resistência do volume e a resistência da superfície em paralelo. Então podemos dizer que ambas recebem a mesma diferença de potencial U. \[U = R_{S}\cdot i_{S} \longrightarrow U = 0,2\cdot i_{S}\] \[U = R_{V}\cdot i_{V} \longrightarrow U = 100\cdot i_{V}\] Igualando a diferença de potencial, temos \[0,2\cdot i_{S} = 100\cdot i_{V} \longrightarrow F = \frac{i_{S}}{i_{V}} = \frac{100}{0,2} \longrightarrow F = 500\] Resposta: letra D.


Questão

(UNESP – 2016) Um estudante pretendia construir o tetraedro regular BCDE, representado na figura 1, com seis fios idênticos, cada um com resistência elétrica constante de 80 Ω, no intuito de verificar experimentalmente as leis de Ohm em circuitos de corrente contínua.

Acidentalmente, o fio DE rompeu-se; com os cinco fios restantes e um gerador de 12 V, um amperímetro e um voltímetro, todos ideais, o estudante montou o circuito representado na figura 2, de modo que o fio BC permaneceu com o mesmo comprimento que tinha na figura 1.

Desprezando a resistência dos fios de ligação dos instrumentos ao circuito e das conexões utilizadas, calcule as indicações do amperímetro, em A, e do voltímetro, em V, na situação representada na figura 2.

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Questão

(ENEM – 2017) Fusível é um dispositivo de proteção contra sobrecorrente em circuitos. Quando a corrente que passa por esse componente elétrico é maior que sua máxima corrente nominal, o fusível queima. Dessa forma, evita que a corrente elevada danifique os aparelhos do circuito. Suponha que o circuito elétrico mostrado seja alimentado por uma fonte de tensão U e que o fusível suporte uma corrente nominal de 500 mA.

Qual é o máximo valor da tensão U para que o fusível não queime?

a) 20 V

b) 40 V

c) 60 V

d) 120 V

e) 185 V

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Questão

(FUVEST – 2015) Dispõe-se de várias lâmpadas incandescentes de diferentes potências, projetadas para serem utilizadas em 110 V de tensão. Elas foram acopladas, como nas figuras I, II e III abaixo, e ligadas em 220 V.

Em quais desses circuitos, as lâmpadas funcionarão como se estivessem individualmente ligadas a uma fonte de tensão de 110 V?
a) Somente em I.
b) Somente em II.
c) Somente em III.
d) Em I e III.
e) Em II e III.

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Questão

(UNESP – 2017) O circuito representado é constituído por quatro resistores ôhmicos, um gerador ideal, uma chave Ch de resistência elétrica desprezível e duas lâmpadas idênticas, $$L_{1}$$ e $$L_{2}$$, que apresentam valores nominais de tensão e potência iguais a 40 V e 80 W cada. A chave pode ser ligada no ponto A ou no ponto B, fazendo funcionar apenas uma parte do circuito de cada vez.

Considerando desprezíveis as resistências elétricas dos fios de ligação e de todas as conexões utilizadas, calcule as potências dissipadas pelas lâmpadas $$L_{1}$$ e $$L_{2}$$, quando a chave é ligada no ponto A. Em seguida, calcule as potências dissipadas pelas lâmpadas $$L_{1}$$ e $$L_{2}$$, quando a chave é ligada no ponto B.

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Questão

(FUVEST – 2016) Em um circuito integrado (CI), a conexão elétrica entre transistores é feita por trilhas de alumínio de 500 nm de comprimento, 100 nm de largura e 50 nm de espessura.

a) Determine a resistência elétrica de uma dessas conexões, sabendo que a resistência, em ohms, de uma trilha de alumínio é dada por $$R = 3\cdot 10^{-8} L/A$$, em que L e A são, respectivamente, o comprimento e a área da seção reta da trilha em unidades do SI.

b) Se a corrente elétrica em uma trilha for de 10 μA, qual é a potência dissipada nessa conexão?

c) Considere que um determinado CI possua $$10^{6}$$ dessas conexões elétricas. Determine a energia E dissipada no CI em 5 segundos de operação.

d) Se não houvesse um mecanismo de remoção de calor, qual seria o intervalo de tempo Δt necessário para a temperatura do CI variar de 300°C?

Note e adote:
1nm = $$10^{-9}$$ m
Capacidade térmica do CI = $$5\cdot 10^{-5}$$ J/K
Considere que as trilhas são as únicas fontes de calor no CI.

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Questão

(FUVEST – 2017) Telas sensíveis ao toque são utilizadas em diversos dispositivos. Certos tipos de tela são constituídos, essencialmente, por duas camadas de material resistivo, separadas por espaçadores isolantes. Uma leve pressão com o dedo, em algum ponto da tela, coloca as placas em contato nesse ponto, alterando o circuito elétrico do dispositivo. As figuras mostram um esquema elétrico do circuito equivalente à tela e uma ilustração da mesma. Um toque na tela corresponde ao fechamento de uma das chaves $$C_{n}$$, alterando a resistência equivalente do circuito. A bateria fornece uma tensão V = 6 V e cada resistor tem 0,5 kΩ de resistência. Determine, para a situação em que apenas a chave $$C_{2}$$ está fechada, o valor da

a) resistência equivalente $$R_{E}$$ do circuito;

b) tensão $$V_{AB}$$ entre os pontos A e B;

c) corrente i através da chave fechada $$C_{2}$$;

d) potência P dissipada no circuito.

Note e adote:
Ignore a resistência interna da bateria e dos fios de ligação.

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Plenus