Questões de Concurso sobre Eletromagnetismo

Um laboratorista montou um circuito elétrico composto por três geradores, resistores e cinco chaves, de acordo com o esquema abaixo. Dessa forma, poderia obter circuitos distintos à medida que abria e fechava determinadas chaves.

Com base no exposto, assinale a alternativa com o valor da corrente 𝒊 quando as chaves C2 e C4 estão abertas e as chaves C1, C3 e C5 estão fechadas.

Aos terminais de uma bateria de caminhão foi ligado um voltímetro ideal V (Figura a), que registrou uma ddp U de 24 V. Em seguida, o voltímetro foi substituído por um amperímetro ideal A (Figura b), que registrou uma corrente elétrica i de 60 A.

a) b)

A força eletromotriz E e a resistência interna r do gerador são, respectivamente:

Os instrumentos de medidas elétricos são dispositivos fundamentais em um laboratório de física. Sobre os amperímetros e voltímetros, analise as afirmativas abaixo.

I - Para se medir a diferença de potencial em um resistor, deve-se colocar o voltímetro em paralelo com o resistor.

II - Para se medir a corrente através de um resistor, deve-se colocar o amperímetro em paralelo com o resistor.

III - Para se medir a corrente através de um resistor, deve-se colocar o amperímetro em série com o resistor.

Quais estão corretas?

Considere uma situação hipotética em que dois cilindros infinitos de material isolante, com espessura desprezível, são dispostos de forma coaxial e estão carregados positivamente. O cilindro interno, de raio 𝑅₁, apresenta uma densidade superficial uniforme de carga 𝜎₁ ao longo de sua superfície externa. O cilindro externo, de raio 𝑅₂, apresenta uma densidade superficial uniforme de carga 𝜎₂ ao longo de sua superfície externa. Deseja-se calcular o campo elétrico no interior e no exterior do cilindro utilizando a equação de Gauss. Assinale a alternativa que descreve corretamente o campo elétrico (𝐸) em função da distância r do eixo do cilindro.

Considere um cabo coaxial infinito no qual se estabelecem duas correntes elétricas distribuídas de maneira uniforme. O cabo coaxial é composto por um condutor interno cilíndrico de raio "𝑎" e um condutor externo anelar concêntrico ao condutor interno, com raio interno "𝑏" e raio externo "𝑐". As correntes elétricas estabelecidas no condutor interno e externo têm o mesmo módulo igual a 𝐼, porém, apresentam sentidos contrários. Deseja-se calcular o campo magnético no interior do condutor externo utilizando a Lei de Ampère. Assinale a alternativa que descreve corretamente o módulo do campo magnético (𝐻) no interior do condutor externo em função da distância "𝑟" do eixo do cabo coaxial.

O efeito fotoelétrico é um fenômeno no qual a luz incidindo em um material pode arrancar elétrons desse material. O estudo do efeito fotoelétrico por Albert Einstein, em 1905, foi fundamental para o desenvolvimento da teoria quântica da luz e lhe rendeu o Prêmio Nobel de Física em 1921. Durante o efeito fotoelétrico, a energia dos fótons incidentes pode ser transferida para os elétrons do material. Se a energia dos fótons, que depende da ______ da luz, for suficiente para superar a energia de ______, os elétrons serão liberados do material. Já a quantidade de fotoelétrons emitidos depende da _______ da luz incidente e da _______ do material. O local de onde os fotoelétrons são arrancados depende do tipo de material utilizado. Em metais, os fotoelétrons são arrancados, em geral, da _______ do material. Já em semicondutores, os fotoelétrons são arrancados da banda de _______.

Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do trecho acima.

Um certo dispositivo elétrico, indicado na figura a seguir, devidamente representado com os seus valores, deve ser calibrado a fim de que a corrente elétrica no amperímetro seja indetectável. Sabe-se que este dispositivo possui um reostato, não graduado, de resistência elétrica no intervalo de 0,1 a 50 ohms. Como o reostato não apresenta escala, o seu ajuste deve ser feito de forma manual. Considerando a condição da corrente elétrica nula apresentada no amperímetro e conhecendo os valores de resistências R1, R2, R3, é possível afirmar que:

Fonte: IFSP, 2023.

Assinale qual a resistência equivalente entre os pontos x e y.

Demonstre o símbolo utilizado para representar um resistor variável em um diagrama de circuito elétrico.

Uma espira quadrada, com uma indutância desprezível, está sendo inserida dentro de uma região de campo magnético uniforme que se orienta para fora do plano da página, conforme Figura 5 abaixo. Durante esse movimento, ocorre a indução de uma corrente elétrica na espira devido à interação entre o campo magnético e a espira.

Figura 5

Com base nesse contexto, a corrente elétrica induzida terá sentido ______ na espira e a força magnética resultante atuará para ________.

Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do trecho acima.

Para alimentar uma lâmpada de 20 W – 5 V dispõem-se de vários geradores idênticos, cada um de força eletromotriz ɛ = 6 V e resistência interna r = 1$\Omega$.

Para que a lâmpada funcione com seu brilho normal (isto é, de acordo com suas especificações), o número de geradores a serem utilizados deve ser igual a

A resistência equivalente do circuito é igual a 20$\Omega$.

Considere uma bobina constituída de 200 voltas de fio condutor com uma resistência total de 2$\Omega$. Suponha que cada volta do fio seja um quadrado de 20 cm de lado e que um campo magnético uniforme direcionado perpendicularmente ao plano da bobina seja ativado. Nessa situação, se o campo mudar linearmente de 0 a 0,5 T em 1 s, o módulo da força eletromotriz induzida na bobina, enquanto o campo está variando, será de 8 V.

Considere que a velocidade de uma partícula eletricamente carregada seja perpendicular a um campo magnético uniforme B e que a partícula, sob ação exclusiva da força magnética provocada por esse campo, se mova em uma trajetória circular em um plano perpendicular a B. Nesse caso, a força magnética F_B que atua na partícula é sempre direcionada para o centro do círculo descrito por ela.

Considere que um elétron, em um tubo de imagem de televisão, se mova em direção ao tubo com uma velocidade de 4∙10⁶ m/s, ao longo de um eixo que atravessa o tubo (eixo x). Considere, ainda, que ao redor do tubo haja bobinas que geram um campo magnético uniforme de magnitude 0,05 T, que faz um ângulo de 30° em relação ao eixo x, presente em toda a trajetória do elétron. Nessa condição, a aceleração experimentada pelo elétron, provocada pelo campo magnético, é inferior a 2∙10¹⁶ m/s².

Considere que duas partículas elétricas positivamente carregadas, q_A e q_B, de módulos 1 $\mu$C e 16 $\mu$C, respectivamente, estejam fixas em um plano horizontal e localizadas a uma distância de 1 m uma da outra. Se uma terceira partícula, negativamente carregada q_C, for posicionada entre as cargas q_A e q_B, alinhada a elas, e a 20 cm da carga q_A, então a carga q_C estará em equilíbrio eletrostático com as outras duas.

Analisando o circuito apresentado na figura a seguir, determine o valor absoluto da corrente 𝑖_𝑜.

Em uma determinada residência, o chuveiro possui 4.400 W de potência e fica ligado 45 minutos por dia. Se, em todos os dias do mês, o chuveiro for utilizado pelo mesmo período (considerando um mês de 30 dias), qual será o valor mensal gasto com energia elétrica, considerando apenas o chuveiro, uma vez que a tarifa é de R$ 0,30/kWh?

No circuito representado a seguir, a ddp entre os pontos A e B vale 144V.

Os valores, em ampères, das correntes elétricas i₁, i₂ e i₃ são, respectivamente:

Com base nas informações da figura (D) e nos princípios da teoria eletromagnética clássica, é correto afirmar que ocorrerá um fluxo de partículas carregadas na direção do solo, devido ao aterramento.