Questões de Concurso sobre Cargas Elétricas e Eletrização

Devido à influência de um campo eletrostático, uma carga elétrica possui a capacidade de realizar trabalho ao mover outra carga por meio de forças de atração ou repulsão. A habilidade de uma carga em executar trabalho é denominada:

Três esferas condutoras idênticas, A, B e C, inicialmente neutras, estão dispostas, respectivamente, em uma linha reta. Eletriza-se a esfera A com uma carga de -6Q. Em seguida, é realizado o contato entre as esferas A e B, que, após alguns segundos, são separadas, retornando para suas posições iniciais. Após, encostam-se as esferas A e C, que também são separadas após alguns segundos, fazendo com que elas retornem a suas posições iniciais. Considerando o exposto, assinale a alternativa correta.

Examine a figura abaixo.

A figura acima ilustra o princípio de funcionamento de um espectrômetro de massa, um instrumento utilizado para medir a massa dos íons ou para separar íons de massas diferentes. No esquema da figura, os íons são acelerados pela diferença de potencial V entre os pontos S e A e, em seguida, entram em uma região com um campo magnético uniforme B, perpendicular ao plano da folha, que cobre um setor de 60º, com centro em O, e, na sequência, são defletidos em direção a um detector em C. Sabendo que D é a distância entre os pontos À e C, que tem O como ponto médio, calcule a razão entre a carga q e a massa m (q/m) dos íons e assinale a opção correta.

Examine as figuras abaixo.

Nas figuras acima, um sistema formado por duas esferas de mesma massa, mesmo raio e mesma carga estão penduradas em fios não condutores, de mesmo comprimento L, na situação de equilíbrio. Na figura 1, o sistema encontra-se imerso, com os fios tracionados, em um meio dielétrico líquido de constante dielétrica K e densidade ρ₀. Na figura 2, o sistema encontra-se imerso no meio ar. É conhecida a relação entre a intensidade da força elétrica no meio líquido (F_L) e a intensidade da força elétrica no meio ar (F_AR). F_L = F_AR / k Para que os ângulos θ₁ e θ₂ entre os fios sejam iguais nos dois meios, a densidade do material de que são feitas as esferas deve ser dada por:

Em um experimento de laboratório, duas barras metálicas, A e B, são carregadas com cargas opostas e imersas em óleo. Farelo de milho é jogado sobre o óleo e, após um certo tempo, o farelo assume o formato das linhas de campo elétrico entre as barras. A figura representa a vista superior desse experimento.

ALMEIDA, M. A. T. Introdução às ciências físicas 2 — volume 4: módulo 4. Rio de Janeiro: Fundação CECIERJ, 2007 (adaptado).

Ao repetir o experimento colocando um cilindro metálico oco entre as placas, o esquema que representa o formato das linhas de campo assumido pelo farelo é:

Em um experimento de física, um aluno coloca uma esfera metálica carregada positivamente próxima a uma esfera metálica neutra, sem que haja contato entre elas. Observa-se que a esfera neutra, inicialmente sem carga, passa a apresentar uma separação de cargas, com a superfície mais próxima da esfera carregada, tornando-se negativamente carregada e a superfície mais afastada, tornando-se positivamente carregada. Após remover a esfera carregada, a esfera neutra volta ao seu estado inicial de carga.

Esse fenômeno ilustra um dos processos de eletrização, que é frequentemente utilizado em dispositivos como os eletroscópios, para detectar a presença de carga elétrica.

Assinale a alternativa que corretamente identifica o processo de eletrização descrito e explica como ele ocorre:

Considere uma esfera de raio 𝑅 feita de um material dielétrico linear e homogêneo com permissividade elétrica 𝜀. Uma carga total +𝑄 está uniformemente distribuída no volume da esfera. De acordo com a lei de Gauss, o campo elétrico 𝐸 dentro (𝑟 < 𝑅) e fora (𝑟 ≥ 𝑅) da esfera é

Por convenção, podemos afirmar que:

I. O elétron possui carga elétrica negativa.

II. O próton possui carga elétrica positiva.

III. O elétron possui carga elétrica positiva.

IV. O próton possui carga elétrica negativa.

Um eletricista de veículos está trabalhando em um sistema de carregamento de bateria que utiliza um retificador para converter a corrente alternada (CA) do alternador em corrente contínua (CC) para carregar a bateria. Ele decide implementar um retificador de meia onda e um de onda completa em dois sistemas diferentes para comparação. Se o alternador fornece uma tensão de pico de 14V CA, qual será a tensão média de saída (Vdc) para cada retificador?

Preencha as lacunas e assinale a alternativa correta.

Considere uma residência equipada com uma rede elétrica padrão. Quando se menciona que a "voltagem" em uma determinada tomada é de 220 Volts, estamos indicando que, ao conectar um dispositivo eletrônico nessa tomada, cada Coulomb de ________________ que passa pelo circuito do dispositivo adquire uma quantidade de 220 de _________________.

Sejam quatro corpos muito pequenos eletrizados posicionados relativamente entre si, formando um losango de lado a, como é mostrado na figura a seguir. Ao considerar os corpos carregados como cargas aproximadamente puntiformes, temos que a interação entre estas será por meio da força eletrostática coulombiana. Todas as cargas apresentam o mesmo módulo q, mas possuem sinais diferentes, sendo duas delas positivas e as outras duas, negativas. Nessas condições, para o arranjo geométrico mostrado, assinale a alternativa correta que especifica o módulo da força eletrostática total F que atua na carga posicionada no vértice superior P do losango devido à atração e repulsão que sofre das demais cargas. Considere na solução do problema que a constante eletrostática é representada pela letra k:

Uma esfera condutora de raio R é carregada com uma carga elétrica Q. A intensidade do potencial elétrico V varia com a distância d ao centro da esfera O. Assinale a alternativa com o gráfico que melhor representa essa variação.

A figura representa uma linha de força (lf) de um campo eletrostático.

Analise as afirmativas a seguir e assinale (V) para a verdadeira e (F) para a falsa.

( ) Uma carga pontual, para se mover exclusivamente sob a ação desse campo elétrico, se for abandonada no ponto A, irá se deslocar de A até B ao longo dessa linha de força.

( ) Os pontos A e B dessa linha de força podem pertencer a uma superfície equipotencial desse campo elétrico.

( ) O potencial elétrico do ponto A é maior que o do ponto B.

As afirmativas são, respectivamente,

Uma partícula contendo uma carga Q = 1,6 x 10^-19 C entra numa região onde há um campo magnético de intensidade B = 1,0 T com uma velocidade de módulo v. Sobre ela, passa a agir uma força magnética de intensidade F = 3,2 x 10^-16 N. O ângulo entre os vetores velocidade e campo magnético vale $\theta$, e sabe-se que cos $\theta$ = $\frac{\sqrt{3}}{2}$ e sen $\theta$ = $\frac{1}{2}$. Considerando as informações apresentadas, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do módulo 𝒗 da velocidade da partícula.

A maioria dos equipamentos e dispositivos elétricos que tornam nosso cotidiano mais prático e fácil funcionam graças aos desenvolvimentos obtidos em eletricidade e magnetismo. Entre eles, podemos citar: transformadores, aparelhos celulares, motores elétricos, forno de micro-ondas, entre outros. Embora alguns aspectos dos fenômenos elétricos e magnéticos fossem conhecidos desde o século VIII a.C., apenas no século XIX com as notáveis contribuições de James Clerk Maxwell, Michael Faraday, Andre Marie Ampère e Nikola Tesla o eletromagnetismo é estabelecido como ciência. Considerando alguns dos aspectos elétricos e magnéticos da matéria, atente para as seguintes afirmações:

I. É possível encontrar na natureza, de forma isolada, monopolos magnéticos, ou seja, polos magnéticos separados e em total analogia com o seu correspondente elétrico.

II. Eletricidade e Magnetismo são duas ciências distintas, desenvolvidas de forma independente, com suas características próprias sem correlação nenhuma entre si.

III. Uma maneira de estudar o comportamento dos campos elétricos e magnéticos em laboratório didático de ciências se dá através da visualização de suas linhas de campo.

IV. Nos processos de eletrização, prótons e elétrons são transferidos de um corpo para outro.

Está correto o que se afirma somente em

A figura a seguir representa corretamente o módulo, a direção e o sentido do vetor campo elétrico resultante $(\overrightarrow{E})$ em um ponto P de uma região do espaço. Essa resultante é consequência dos campos elétricos produzidos por duas cargas puntiformes com cargas elétricas, em módulo, iguais e localizadas nos pontos A e B.

Propositalmente, as distâncias AP e BP não foram representadas corretamente e o sinal das cargas foi omitido. Pode-se afirmar corretamente que a distância AP é ________ BP e que o sinal das cargas localizadas em A e em B são, respectivamente, _________ e _________.

Assinale a alternativa que completa a frase anterior considerando os conceitos de campo elétrico e vetores.

A figura ilustra duas cargas fixas +Q e -Q a uma distância mútua D no vácuo (constante dielétrica k) e sem efeitos gravitacionais ou externos. Sobre a reta suporte das cargas fixas, um elétron (carga e, massa m) é abandonado do repouso no ponto A, a uma distância d da carga -Q.

A energia cinética que esse elétron terá ao passar pelo ponto B, distante d da carga +Q, será dada por:

Assinale a alternativa que indica a equação diferencial do circuito a partir do momento que a chave é fechada, onde q(t) e i(t) representam respectivamente a carga e a corrente do circuito.

Ao redor de uma carga elétrica Q, localizada no ponto (0, R/2), existe uma casca metálica aterrada de raio R e com centro localizado na origem do sistema de coordenadas, conforme ilustrado na figura.

A respeito dessa situação física, são feitas as seguintes afirmações.

I. O campo elétrico no exterior da casca metálica é nulo.

II. A carga elétrica induzida na casca metálica é igual a -Q.

III. O campo elétrico no ponto (0,3R/4) é mais intenso do que o campo elétrico no ponto (0,R/4).

Assinale a alternativa que contém todas as afirmações corretas com respeito ao sistema descrito.

Um professor de física atrita um canudo de plástico em sua camisa e depois o encosta em uma parede onde ele fica grudado.Após algum tempo o canudo cai. Qual das afirmativas abaixo explica esse fenômeno?