Estudar 011

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Estudar 011
Questão 1
Em cada circuito da figura, a tensão de alimentação é 10 V e todas as lâmpadas são iguais.
A análise desses circuitos nos permite concluir que
(A) se uma das lâmpadas em A queimar, a corrente IA não será alterada.
(B) se uma das lâmpadas em B queimar, a corrente IB não será alterada.
(C) a intensidade de corrente IA é menor que a intensidade de corrente IB.
(D) o brilho das lâmpadas em B é maior do que o brilho das lâmpadas em A.
(E) sobre qualquer lâmpada de A a d.d.p. é maior do que sobre qualquer lâmpada de B.
Gabarito:
E
Resolução:
(A) Incorreta. Se as três lâmpadas estiverem ligadas, cada uma tem a sua potência e está ligada a
uma d.d.p. que é a mesma das outras duas. Cada lâmpada tem a mesma corrente, calculada pela
potência e pela ddp. Somadas as três partes iguais, tem-se um valor IA. A corrente se divide em três
valores iguais i. Se uma das lâmpadas queimar, tem-se o valor i em apenas duas lâmpadas, logo, o
valor total IA’ será menor do que o anterior IA.
 
(B) Incorreta. Se uma das lâmpadas queimar, não haverá corrente, porque a ligação é em série.
 
(C) Incorreta.
 
Tem-se as expressões:
 
P = V2/R (1) e P = V · i (2)
 
Uma forma de verificar esse fato é relativa à resistência equivalente do conjunto de lâmpadas. Se, em
A, a ligação está em paralelo, a resistência equivalente será a menor de todas e, portanto, terá a
mesma d.d.p. A potência então cresce com o decréscimo da resistência (1), logo a corrente será
maior (2). Na ligação em série B, a resistência equivalente será a maior de todas e, portanto, com a
d.d.p. total igual à anterior, a potência decresce com o aumento da resistência (1), logo, a corrente
será menor (2). Com os números das expressões (1) e (2) alude-se aos conceitos explícitos no texto.
 
 
(D) Incorreta. A resposta da afirmativa anterior (C) explica que essa afirmativa está incorreta, pois a
potência maior em A está relacionada com o brilho das lâmpadas ser maior em A e não em B. Afinal,
a potência mede a quantidade de energia por intervalo de tempo, nesse caso dissipada na forma de
luz e calor nas lâmpadas.
 
(E) Correta. Na ligação representada por A, que é em paralelo, todas as lâmpadas estarão ligadas em
10 V e, em B, as lâmpadas em série terão d.d.p.s menores que 10 V por lâmpada.
Questão 2
Em um determinado acelerador de partículas, uma corrente elétrica de 0,4 mA é devida ao
movimento de um feixe de prótons. Considerando a carga elétrica do próton 1,6 · 10–19 C e sabendo-
se que o feixe atinge um alvo, o número de prótons que colidirão com o mesmo no intervalo de
tempo de 1 segundo vale
 
A) 0,4 · 10–3
B) 2,5 · 1015
C) 6,1 · 1015
D) 5,0 · 10–15
E) 1,6 · 10–19
Gabarito:
B
Resolução:
A corrente elétrica associada ao feixe de prótons pode ser calculada por com n sendo o
número de prótons com carga e que passam por uma seção do feixe durante um intervalo de tempo 
 .
Dessa forma,
 
 prótons
Questão 3
Duas lâmpadas incandescentes A e B são ligadas em série a uma pilha, conforme mostra a figura 1.
Nesse arranjo, A brilha mais que B. Um novo arranjo é feito, onde a polaridade da pilha é invertida no
circuito, conforme mostrado na figura 2.
Assinale a opção que descreve a relação entre as resistências elétricas das duas lâmpadas e as suas
respectivas luminosidades na nova situação.
(A) As resistências elétricas são iguais e, na nova situação, A brilha menos que B.
(B) A tem maior resistência elétrica e, na nova situação, brilha menos que B.
(C) A tem menor resistência elétrica e, na nova situação, brilha mais que B.
(D) A tem menor resistência elétrica e, na nova situação, brilha menos que B.
(E) A tem maior resistência elétrica e, na nova situação, brilha mais que B.
Gabarito:
E
Resolução:
Na associação em série a corrente é a mesma nas duas lâmpadas. Como a potência dissipada é p =
rl2, a lâmpada A, de maior potência dissipada, terá a maior resistência.
Ao se trocar a polaridade da pilha, invertendo-se o sentido da corrente, a resistência das lâmpadas
continuará a mesma, assim como as suas potências dissipadas. Portanto, nessa nova situação a
lâmpada A continua brilhando mais que a B.
Questão 4
Dois geradores ideais, de tensões iguais a V, foram ligados a dois resistores iguais, de resistência R,
conforme ilustram os circuitos a seguir.
 
 
Considerando o exposto, a razão da corrente em um dos resistores do circuito (a) pela de um resistor
de (b) é:
(A) 1/4
(B) 1/2
(C) 1
(D) 2
(E) 4
Gabarito:
E
Resolução:
Em (a), 
2 · V = R · i, então i = 2 · V / R
Em (b), 
V = 2 · R · i, então R = V / 2 · i
 
i(a) / R(b) = 2 · V / R / V / 2 · i
i(a) / R(b) = 4 · i / R, 
 
Razão = 4.
Questão 5
Deseja-se construir um circuito elétrico simples, constituído apenas por um resistor de resistência 50
Ω ligado a uma bateria ideal. Qual o valor da força eletromotriz da bateria, caso se deseje uma
potência dissipada pelo circuito igual a 0,5 Ω?
A) 1 V
B) 2 V
C) 3 V
D) 4 V
E) 5 V
Gabarito:
E
Resolução:
(Resolução oficial)
Um resistor de resistência R = 50 Ω e potência dissipada de P = 0,5 W deve funcionar sob uma
corrente elétrica de . Nesse caso, a força eletromotriz da bateria deve ser ε = Ri =
5 V.
Questão 6
Em dias frios, o chuveiro elétrico é geralmente regulado para a posição “inverno”. O efeito dessa
regulagem é alterar a resistência elétrica do resistor do chuveiro de modo a aquecer mais, e mais
rapidamente, a água do banho. Para isso, essa resistência deve ser
A) diminuída, aumentando-se o comprimento do resistor.
B) aumentada, aumentando-se o comprimento do resistor.
C) diminuída, diminuindo-se o comprimento do resistor.
D) aumentada, diminuindo-se o comprimento do resistor.
E) aumentada, aumentando-se a voltagem nos terminais do resistor.
Gabarito:
C
Resolução:
Quando a resistência é diminuída, o comprimento do resistor também diminui. Se a resistência for
aumentada, a temperatura diminuirá.
Questão 7
Devido a necessidades técnicas, dois resistores cujas resistências são R1 e R2 = 3R1 foram ligados a
uma bateria segundo o esquema apresentado a seguir:
Analisando esse esquema, pode-se afirmar que
a) a potência dissipada em R2 é o triplo daquela dissipada em R1.
b) a potência dissipada pela resistência equivalente dos dois resistores será quatro vezes maior que
aquela dissipada por R1 individualmente.
c) para um determinado intervalo de tempo, a energia elétrica dissipada pela resistência equivalente
dos dois resistores associados será quatro terços daquela dissipada em R1 individualmente.
d) a tensão elétrica a que R1 está submetido é três vezes menor que aquela em R2.
Gabarito:
C
Resolução:
Alternativa A: incorreta; a relação entre potência, tensão e resistência é dada por: P = U2 / R. Uma vez
que os resistores R1 e R2 estão em paralelo, a diferença de potencial sobre eles é igual. Assim, a
potência é inversamente proporcional à resistência e, nesse caso, a potência dissipada em R2 (que
equivale a 3R1) é um terço daquela dissipada em R1.
B: incorreta.
C: correta; a resistência equivalente para o circuito é dada por:
Req = 
Req = 
Req = 
Req = 
e, dado que a potência é inversamente proporcional à resistência, a potência dissipada pela
resistência equivalente dos dois resistores será aproximadamente 1,33 vezes maior que aquela
dissipada por R1 individualmente.
D: incorreta; dado que os resistores R1 e R2 estão em paralelo, a diferença de potencial sobre eles é
igual.
Questão 8
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 a seguir, 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 lI e III.
Gabarito:
D
Resolução:
Com todos os ramos estão conectados em paralelo, cada um deles receberá uma tensão de 220 V. No
entanto, para que que as lâmpadas possam ser submetidasa tensões de 110V, todas as lâmpadas
que compõe o ramo devem ser idênticas possuindo a mesma potência, além disso, podem haver, no
máximo, duas lâmpadas idênticas em um mesmo ramo.
No circuito I, apesar de haverem duas lâmpadas e de 60 W em paralelo, a potência equivalente é de
120 W, igualando-se a outra pilha no mesmo ramo, logo, neste elas funcionarão adequadamente.
No circuito 2 existem mais de duas lâmpadas por ramo e as lâmpadas possuem potências distintas,
logo, neste elas não funcionarão adequadamente.
Este fato se verifica claramente no circuito III, logo, neste elas funcionarão adequadamente.
Questão 9
Em um experimento no vácuo, um pulso intenso de laser incide na superfície de um alvo sólido,
gerando uma nuvem de cargas positivas, elétrons e átomos neutros. Uma placa metálica, ligada ao
terra por um resistor R de 50 Ω, é colocada a 10 cm do alvo e intercepta parte da nuvem, sendo
observado no osciloscópio o gráfico da variação temporal da tensão sobre o resistor. Considere as
seguintes afirmativas:
I. A área indicada por M no gráfico é proporcional à carga coletada de elétrons, e a indicada por N é
proporcional à de cargas positivas coletadas.
II. A carga total de elétrons coletados que atinge a placa é aproximadamente do mesmo valor (em
módulo) que a carga total de cargas positivas coletadas, e mede aproximadamente 1 nC.
III. Em qualquer instante a densidade de cargas positivas que atinge a placa é igual à de elétrons.
Esta(ão) correta(as) apenas
a) I.
b) II.
c) III.
d) I e II.
e) II e III.
Gabarito:
D
Resolução:
I. Correta.
II. Correta. As áreas são simétricas.
III. Incorreta. Se a densidade de carga fosse equivalente, não haveria diferença de potencial e não
poderia haver a polarização de cargas apresentada no gráfico.
Questão 10
Einstein e Newtinho vão até a loja de ferragens comprar um disjuntor para instalar um ar-
condicionado. Para escolher o disjuntor, o vendedor pergunta qual a corrente que será utilizada pelo
equipamento. Newtinho lembra que a tensão utilizada para ligar o equipamento é 220 V e a potência
elétrica é de 2.200 W. O vendedor informa que é importante colocar um disjuntor que suporte a
corrente exata exigida pelo equipamento. Qual o valor dessa corrente?
Na solução da prova, use quando necessário: g = 10 m/s2, c = 3,0 × 108 m/s, 1 eV = 1,6 × 10–19J, 1
kW/h = 3,6 × 106J. 
a) 220 J
b) 10 J
c) 10 A
d) 220 A
e) 0,1 A
Gabarito:
C
Resolução:
A corrente que circula no circuito, considerando-se tensão de 220 V e potência elétrica igual a 2.200
W é dada por:
P = i · U
2.200 = i · 220
i = 10 A
Questão 11
Durante uma aula prática de física, o professor pediu que os alunos medissem a corrente elétrica
total que atravessa o circuito mostrado na figura a seguir, em 2 situações distintas: a) com a chave S
aberta e b) com a chave S fechada. Desprezando-se a resistência interna da bateria e sabendo-se que
R1 = 8,0 Ω, R2 = 2,0 Ω e V = 32,0 V, calcule o valor da corrente elétrica total que atravessa o circuito
com a chave S aberta e com a chave S fechada, respectivamente.
Na solução da prova, use quando necessário: g = 10 m/s2, c = 3,0 × 108m/s, 1 eV = 1,6 × 10–19 J, 1
kW/h = 3,6 × 106 J. 
a) 16,0 A e 4,0 A
b) 3,2 A e 4,0 A
c) 4,0 A e 51,2 A
d) 3,2 A e 20,0 A
e) 4,0 A e 20,0 A
Gabarito:
E
Resolução:
Com a chave S aberta, a resistência R2 não é atravessada por corrente, e a corrente total que circula
no circuito é dada por:
U = R1 · i1
32,0 = 8,0 · i1
i1 = 4,0 A
 
Com a chave S fechada, as resistências R1 e R2 estão em paralelo e a resistência equivalente é:
Req = (R1 · R2) / (R1 + R2)
Req = (8 . 2) / (8 + 2)
Req = 1,6 Ω
e a corrente que circula nesse circuito é igual a:
U = Req · i2
32,0 = 1,6 · i2
i2 = 20,0 A
Questão 12
Em um dos circuitos elétricos de uma casa, estão ligados uma torneira e um chuveiro elétricos. Os
valores nominais de tensão e potência desses aparelhos são: torneira (220 V, 3.300 W), chuveiro (220
V, 4.400 W). Com os aparelhos instalados em uma rede, de forma a funcionarem com sua tensão
nominal, o disjuntor mais adequado para proteger esse circuito deve suportar uma corrente máxima
igual a:
a) 15 A
b) 40 A
c) 20 A
d) 80 A
e) 100 A
Gabarito:
B
Resolução:
A corrente consumida em cada aparelho, de forma que funcione com a tensão nominal, é dada por:
Ptorneira = itorneira · Utorneira
3300 = itorneira · 220
itorneira = 15 A
Pchuveiro = ichuveiro · Uchuveiro
4400 = ichuveiro · 220
ichuveiro = 20 A
A corrente total é, portanto, igual a:
Itotal = itorneira + ichuveiro
Itotal = 15 + 20
Itotal = 35 A
 
Dentre as alternativas à disposição, o disjuntor mais adequado para proteger esse circuito deve,
portanto, suportar uma corrente máxima igual a 40 A.
 
Questão 13
Drones vêm sendo utilizados por empresas americanas para monitorar o ambiente subaquático. Esses
drones podem substituir mergulhadores, sendo capazes de realizar mergulhos de até cinquenta
metros de profundidade e operar por até duas horas e meia.
Considere um drone que utiliza uma bateria com carga total q = 900 mAh. Se o drone operar por um
intervalo de tempo igual a Δt = 90 min, a corrente média fornecida pela bateria nesse intervalo de
tempo será igual a
a) 10 mA.
b) 600 mA.
c) 1350 mA.
d) 81000 mA.
Gabarito:
B
Resolução:
A corrente média fornecida pela bateria ao longo de 1,5 h (90 min) é dada por:
i = Q/Δt
i = 900 mAh/1,5 h
i = 600 mA
Questão 14
Em um circuito experimental, uma fonte de força eletromotriz ε e resistência interna r está conectada
em série a uma resistência variável R. Um experimento, que quantifica a potência dissipada no
circuito versus o valor da resistência R, é ilustrado no gráfico da figura a seguir. Então, a força
eletromotriz ε em volts vale:
a) 10
b) 16
c) 20
d) 42
e) 60
Gabarito:
B
Resolução:
De acordo com o gráfico, considerando os valores de resistência R1 = 5 Ω e R2 = 20 Ω, a respectiva
potência elétrica dissipada pelo circuito é igual a:
P1 = ε2 / (r + R1)
40 = ε2 / (r + 5) 
ε2 = 40(r + 5) (I)
P2 = ε2 / (r + R2)
16 = ε2 / (r + 20) 
ε2 = 16(r + 20) (II)
Igualando (I) e (II) obtemos:
40(r + 5) = 16(r + 20)
r = 5 Ω
Substituindo este valor em (II):
ε2 = 16(5 + 20)
ε = 20 V
Questão 15
Em um experimento, quatro condutores, I, II, III e IV, constituídos por metais diferentes e com mesmo
comprimento e espessura, estão submetidos à tensão elétrica. O gráfico abaixo apresenta a variação
da tensão u em cada resistor em função da corrente elétrica i. 
O condutor que apresenta a maior resistividade elétrica é:
(A) I
(B) II
(C) III
(D) IV
Gabarito:
A
Resolução:
(Resolução oficial)
Segundo a 1ª Lei de Ohm, a resistência elétrica de um condutor corresponde à razão entre a tensão u
aplicada aos seus terminais e a corrente elétrica i que nele se estabelece. 
u = r x i → r = 
A 2ª Lei Ohm, por sua vez, relaciona a resistência elétrica do condutor com suas propriedades físicas:
a resistividade ρ, o comprimento L e a área A.
 x 
 = r x 
No experimento em análise, L e A são constantes. Então, a razão também é constante. Pela maior
inclinação da curva do condutor I em relação ao eixo x, que corresponde à corrente, observa-se que
sua resistência r é maior que a dos demais. Maior resistência elétrica acarreta maior resistividade.
Logo, o condutor I é o que apresenta maior resistividade elétrica.
Questão 16
Determinada massa de água deve ser aquecida com o calor dissipado por uma associação de
resistores ligada nos pontos A e B do esquema mostrado na figura.
Para isso, dois resistores ôhmicos de mesma resistência R podem ser associados e ligados aos pontos
A e B. Uma ddp constante U, criada por um gerador ideal entre os pontos A e B, é a mesma para
ambas as associações dos resistores, em série ou em paralelo.
Considere que todo calor dissipado pelos resistores seja absorvido pela água e que, se os resistores
forem associados em série, o aquecimento pretendido será conseguido em 1 minuto. Dessa forma, se
for utilizada a associação em paralelo, o mesmo aquecimentoserá conseguido num intervalo de
tempo, em segundos, igual a
a) 30.
b) 20.
c) 10.
d) 45.
e) 15.
Gabarito:
E
Resolução:
A resistência equivalente dos resistores associados em série é dada por:
Rsérie = R + R = 2R
A resistência equivalente dos resistores associados em paralelo é dada por:
Rparalelo = 
A diferença entre as resistências equivalentes é responsável pela diferença de tempo de aquecimento
explorada pelo problema, de forma que possamos determinar a relação existente entre os tempos por
meio da relação entre as potências dissipadas em cada resistor, quando submetidos à mesma
diferença de potencial U:
Podemos concluir que o circuito em paralelo dissipa energia 4 vezes mais rápido do que o circuito em
série, e tendo em mente que o tempo de aquecimento no circuito em série é de 1 minuto, conclui-se
que no circuito em paralelo esse tempo será 4 vezes menor, ou seja, de 15 segundos.
Questão 17
Duas lâmpadas incandescentes com características idênticas, 110 V e 50 W, são ligadas em série e
alimentadas por uma fonte de 220 V. É correto afirmar que a corrente elétrica que passa em cada
uma das lâmpadas, em ampère, vale aproximadamente
a) 0
b) 0,45
c) 0,90
d) 1,80
e) 5,00
Gabarito:
B
Resolução:
 
Questão 18
Dois fios metálicos, F1 e F2, cilíndricos, do mesmo material de resistividade ρ, de seções transversais
de áreas, respectivamente, A1 e A2 = 2A1, têm comprimento L e são emendados, como ilustra a figura
a seguir. O sistema formado pelos fios é conectado a uma bateria de tensão V.
Nessas condições, a diferença de potencial V1, entre as extremidades de F1, e V2, entre as de F2, são
tais que
a) V1 = 
b) V1 = 
c) V1 = V2
d) V1 = 2V2
e) V1 = 4V2
Gabarito:
D
Resolução:
Considerando que os fios são compostos pelo mesmo material e têm o mesmo comprimento,
podemos determinar a relação entre as resistências elétricas oferecidas por eles por meio da
Segunda Lei de Ohm:
Considerando que a associação explorada pelo problema se trata de uma associação em série, a
corrente elétrica que percorre os fios será a mesma, de forma que temos:
Questão 19
Devido ao seu baixo consumo de energia, vida útil longa e alta eficiência, as lâmpadas de LED (do
inglês light emitting diode) conquistaram espaço na última década como alternativa econômica em
muitas situações práticas. Vamos supor que a prefeitura de Curitiba deseje fazer a substituição das
lâmpadas convencionais das luzes vermelhas de todos os semáforos da cidade por lâmpadas de LED.
Os semáforos atuais utilizam lâmpadas incandescentes de 100 W. As lâmpadas de LED a serem
instaladas consomem aproximadamente 0,1 A de corrente sob uma tensão de alimentação de 120 V.
Supondo que existam 10.000 luzes vermelhas, que elas permaneçam acesas por um tempo total de
10 h ao longo de cada dia e que o preço do quilowatt-hora na cidade de Curitiba seja de R$ 0,50, a
economia de recursos associada apenas à troca das lâmpadas convencionais por lâmpadas de LED
nas luzes vermelhas em um ano seria de:
a) R$ 1,650 × 103.
b) R$ 1,606 × 106.
c) R$ 3,212 × 106.
d) R$ 1,55 × 107.
e) R$ 3,06 × 107.
Gabarito:
B
Resolução:
A energia consumida pela lâmpada incandescente de 0,1 kW no decorrer de 1 ano seria de:
 .
O preço gasto neste período seria de:
 
Já a energia consumida por um LED de potência P = 0,1 · 100 = 10 W = 0,01 kW é de:
 .
De forma que o gasto seria de:
 .
 
A diferença de preço seria, portanto ,de R$ 1.642.500,00 ≈ 1,606 × 106.
Questão 20
Duas lâmpadas, L1 e L2, estão conectadas em paralelo a uma bateria de automóvel. A corrente em L1
é igual a da corrente em L2.
Admita que P1 e P2 sejam as potências dissipadas, respectivamente, por L1 e L2.
A razão corresponde a:
a) 
b) 
c) 1
d) 3
Gabarito:
B
Resolução:
(Resolução oficial)
A relação entre as potências dissipadas pelas lâmpadas L1 e L2 é dada por:
Como , e como as lâmpadas estão em paralelo, V1 = V2 = V. Logo: