Resolução comentada dos exercícios de vestibulares sobre Corrente Elétrica
Resolução comentada dos exercícios de vestibulares sobre
Corrente Elétrica
01– Q=área do retângulo=b.h=2.4 — Q=8C
02– entre zero e 0,6s — fio 1 — Q1=área do triângulo e Q2=área do trapézio — observe na s figuras abaixo que a área
do trapézio é maior que a área do triângulo, ou seja, Q2>Q1.
Entre 0,6s e 1,0s — Q1’=área do trapézio da figura 1’ — Q2’=área do trapézio da figura 2’ — observe nas figuras
abaixo Q1’ > Q2’.
Entre zero e 1,0s — observe que Q2’’ > Q1’’ pelas figuras abaixo
R- D
03– Q=área do triângulo=b.h/2=7,2.4.10-3/2=14,4.10-3C — regra de três — 1 e – 1,6.10-19C — n e – 14,4.10-3C —
1,6.10-19.n=14,4.10-3 — n=14,4.10-3/1,6.10-19 — n=9.1016 — n=10.1016 — n=1017 — R- A
04– Q=área do triângulo=b.h/2=3.10-3.4/2 — Q=6.10-3C — R- D
05– Entre 0 e 4s — Q=área do retângulo=b.h=4.0,4 — Q=1,6C — entre 4,0s e 8,0s — Q’=área do triângulo=b.h/2=4.0,4/2 — Q’=0,8C — Q’=Q/2 — R- C
06– R- A — Efeito Joule (efeito térmico) – Quando os elétrons livres que se movem ordenadamente no interior do condutor se chocam contra os átomos desse material eles recebem energia e, ao receberem essa energia, vibram mais intensamente. Esse aumento vibratório dos átomos do condutor provoca um aumento de sua temperatura, liberando calor e aquecendo-o, provocando a transformação da energia elétrica em energia térmica (efeito Joule).
07– R- D — trata-se de uma reação química instantânea.
08– R- D — veja teoria
09– R- B — Veja teoria
10– R- B — Veja teoria
11– Na bateria (solução líquida eletrolítica) as partículas portadoras de cargas são os íons; na lâmpada, o filamento é um condutor sólido e neles os portadores de cargas são os elétrons livres; na lâmpada fluorescente (gás ionizado) os portadores de carga são os íons e os elétrons — R- A
12– i=Q/Δt=10/10-3 — i=10.000A — R- D
13– i=Q/Δ — 2=Q/3.10-3 — Q=6.10-3C — regra de três — 1.e – 1,6.10-19C — n.e – 6.10-3C — 1,6.10-19n=6.10-3 —
n=6.10-3/1,6.10-19 — n=3,75.1016 partículas elementares — R- D
14– i=Q/Δt — 8.102.10-3=Q/1 — Q=8.10-1C — regra de três — 1e – 1,6.10-19C — n.e – 8.10-1C — 1,6.10-19.n=
8.10-1 — n=5.1018 — R- C
15– Q=44,4.3600=1,598.105C — 1e – 1,6.10-19C — ne – 1,598.105C — n=1024 elétrons — R- C
16– V=ΔS/Δt — 8.107=0,5/Δt — Δt=6,25.10-9s — i=Q/Δt — 2.10-3=Q/6,25.10-9 — Q=1,25.10-11C — regra de três — 1e – 1,6.10-19C — ne – 1,25.10-11C — 1,6.10-19n=1,25.10-11 — n=1,25.10-11/1,6.10-19 — n=0,78.108=
7,8.107 elétrons
17– a) i=Q/Δt — 6=Q/3.600 — Q=2,16.104C
b) i=Q/Δt — 6=Q/20.60 — Q=7,2.103C — regra de três — 1,1mg – 1C — xmg – 7,2.103C — x=7,2.103.
1,1.10-3 — x=7,92g
18– Q=n.e=2.105.1,6.10-19 — Q=3,2.10-14C — i=Q/Δt=3,2.10-14/10-3 —– i=3,2.10-11A
19– a) Falsa – energia elétrica em térmica
b) Falsa – foi Thomas Alva Edison
c) Falsa – seu ponto de fusão é elevado
d) V=ΔS/Δt — 0,1.10-3=0,6/Δt — Δt=6.000s=100min — correta
e) C/5=(F – 32)/9 — 2500/5=(F – 32)/9 — 500=(F – 32)/9 — F=4500 + 32 — F=4532oF— Falsa
R- D
20– a) ECtotal=3.1014.7.1012=2,1.1027eV — em joules — ECtotal=2,1.1027.1,6.10-19 — ECtotal=3,36.108J
b) ECtotal=m.V2/2 — 3,36.108=400.103.V2/2 — V=√17.102 — V=41,2m/s x 3,6=148,32km/h
c) Qtotal=N.q=3.1014.1,6.10-19 — Qtotal=4,8.10-5C — L=27km=27.103m — V=ΔS/Δt — c=L/Δt — 3.108=27.103/Δt — Δt=27.103/3.108 — Δt=9.10-5s — i=Qtotal/Δt=4,8.10-5/9.10-5 — i=0,53A
21– Módulo da carga dos íons positivos — Q+=1,0.1018.1,6.10-19 — Q+=0,16C — o módulo das cargas dos íons negativos é o mesmo — Q–=0,16C — módulo da carga total — Qtotal=│0,16 + 0,16│=│0,32│C — i=Qtotal/Δt —
I=0,32/1 — i=0,32 A — R- B
22– Q=n.e=1018.1,6.10-19 — Q=1,6.10-1C — i=Q/Δt=0,16/1 — i=0,16 A — R- C
23– A primeira afirmação é correta e a segunda é falsa, pois o ar pode ser condutor conforme a terceira afirmativa — i=Q/Δt — 10.000=20/Δt — Δt=20/10.000=0,002s — R- C
24– i=Q/Δt — 300.000=Q/0,5 — Q=150.000C — fração f=Q/QTerra=150.000/600.000 — f=1/4 — R- C
25- a) Observe as medidas assinaladas na figura — nessa figura, você obtém o diâmetro do ponteiro dos segundos — D = 58,0 mm
— período desse ponteiro — T = 60 s — a cada volta, o espaço percorrido pela extremidade desse ponteiro é — ΔS = 2πR=2πD/2 — ΔS=πD — V=ΔS/Δt=πD/T=3×58/60 — V=174/60 — V=2,9mm/s
b) Dados — q = 2,4 A.h = 8,64×103 C — Δt = 400 dias = (400 x 24) h — corrente elétrica média — i=q/Δt=2,4/400×24 — i=0,1/400 — i=2,5.10-4 A — i=0,25mA
26- i=ΔQ/Δt — 0,3= ΔQ/120 — ΔQ=36C — Q=ne — 36=n.1,6.10-19 — n=2,25.1020 elétrons — R- E
27- Princípio de funcionamento de uma lâmpada de filamento (lâmpada comum) — ela possui um filamento (resistor), conectado à rede elétrica por dois pontos de contato, a rosca metálica (parte rosqueada) e o pino inferior — para que o filamento seja
percorrido por corrente elétrica, fique incandescente e emita luz, entre esses dois pontos de contato deve existir uma diferença de potencial e o filamento pode dissipar energia sob forma térmica e principalmente luminosa — a proposta de Mateus é falsa, pois ela não constitui um circuito fechado — Carlos estabeleceu um curto circuito, pois ligou os dois pólos da pilha em um único ponto de contato (rosca metálica) — nas montagens de João e Pedro o circuito está ligado corretamente entre os dois pontos de contato, o pino inferior e a parte rosqueada, estabelecendo assim, entre eles uma diferença de potencial, acendendo a lâmpada — R- C
28- i=Q/Δt — 1.2.104=Q/25.10-6 — Q=1.2.104.25.10-6 — Q=30.10-2=0,3C — R- D
29- R- B — este fenômeno chama-se efeito Joule.
30- Em todo gráfico corrente elétrica x tempo a carga elétrica Q é numericamente igual à área
compreendida entre a reta representativa e o eixo do tempo (figura) — área de um trapézio — Q=(B + b).h/2=(4 + 1).4/2 — Q=10C
31- i=Q/Δt — 2=2,16.105/Δt — Δt=1.08.105s =1,08.1053.600 — Δt=30h — R- B
32- O1- Falsa — bateria fornece corrente contínua e sempre com a mesma intensidade.
02. Correta — o sentido convencional da corrente elétrica é sempre contrário ao do movimento dos elétrons livres que saem do pólo negativo e chegam ao positivo.
04. Correta — trata-se do efeito Joule.
08. Correta — elétrons tem carga negativa e o sentido do movimento (da força) é contrário ao do campo elétrico.
16- Correta — trata-se de uma corrente alternada.
R- (02 + 04 + 08 + 16)=30
33- O gerador, por exemplo, uma pilha, transforma energia química em energia elétrica, transferindo energia aos portadores de carga elétrica, no caso de fio, são os elétrons livres do material do fio, que se deslocam constituindo assim uma corrente elétrica — R- D
34- R- A — veja teoria
35- 1 ampére = 1 A = 1 coulomb/segundo=1 C/s — 1h=3 600s — dado do exercício — Q=0,8 A.h = 0,8 C/s.3 600s — Q=2 880C — corrente elétrica média — im=Q/∆t — 3,2 = 2 880/∆t — ∆t=2 880/3,2=900s — ∆t=900/60=15 min — R- C
36- I. Correta — se dois determinados metais estiverem em contato com uma solução eletrolítica, surge uma tensão elétrica entre esses dois metais e a solução, originando assim uma corrente elétrica. O caráter ácido da solução ajuda na condução da eletricidade.
II. Correta — nos condutores metálicos a corrente elétrica consiste no movimento ordenado de elétrons livres.
III. Correta — nos músculos da rã surge um fluxo de íons que surgem um circuito formado por três condutores – um, eletrolítico, e dois metálicos, que provocam sua contração.
R- E