4
LISTA BÁSICA DE CAMPO ELÉTRICO E POTENCIAL ELÉTRICO Questão 01 - (UNIFOR CE) Uma partícula de massa m = 1,0 . 10 4 kg e eletrizada com carga q = 1,0 . 10 6 C fica em equilíbrio quando colocada em uma região onde existe apenas um campo elétrico uniforme e vertical e o campo gravitacional. Sendo g = 10 m/s 2 , o módulo do vetor campo elétrico, em V/m, e o seu sentido são a) 10 10 , ascendente. b) 10 3 , ascendente. c) 10 2 , ascendente. d) 10, descendente. e) 10 2 , descendente. Questão 02 - (UNIMES SP) A figura abaixo mostra um diagrama do aparelho utilizado pelo físico americano Robert A. Millikan para medir a carga elementar e. Gotículas de óleo são introduzidas na câmara A por meio de um atomizador e várias se tornam eletricamente carregadas durante esse processo. Algumas caem e, passando pelo orifício da placa P 1 , atingem a câmara C onde podem ser observadas pelo microscópio. As placas P 1 e P 2 formam um capacitor. Nesta região, pode-se aplicar um campo elétrico fechando o interruptor que liga a bateria B às placas do capacitor, tornando a placa P 1 positiva e a placa P 2 negativa. Assim, com o interruptor fechado, para uma gota de óleo situada no meio da câmara C, pode-se afirmar que: a) é impossível equilibrar a gota. Seu peso inevitavelmente fará a mesma cair. b) a gota poderá ficar equilibrada desde que tenha carga negativa (excesso de elétrons). c) a gota poderá ficar equilibrada desde que tenha carga positiva (falta de elétrons). d) apenas gotas com carga positiva serão aceleradas para cima. e) apenas gotas neutras (sem carga elétrica) ficarão equilibradas. Questão 03 - (UNIMONTES MG) Um condutor esférico está carregando positivamente. Sejam V A , V B , V C e V D os potenciais nos pontos A, B, C e D, respectivamente (veja a figura). Sabendose que os pontos C e D são eqüidistantes do centro A da esfera, podemos afirmar CORRETAMENTE que: a) V A = V B e V D = V C b) V A = V B = V C = V D c) V A = V D > V C d) V B = V C > V A Questão 04 - (ETAPA SP) Sempre que necessário adote g = 10 m/s 2 . Quatro cargas puntiformes, C 1 - q e C 1 q q q 4 3 2 1 são fixadas formando um quadrado de lado a = 1,0 m. Sendo 2 2 9 C / m N 10 0 , 9 4 1 k , o vetor campo elétrico resultante no centro do quadrado tem valor: a) 9 0 . 10 3 N/C b) 18 . 10 3 N/C c) 36 . 10 3 N/C d) 54 . 10 3 N/C e) 72 . 10 3 N/C Questão 05 - (ETAPA SP) O campo elétrico criado por duas distribuições uniformes de cargas próximas e de sinais contrários é uniforme, na região entre elas, se as cargas se encontram distribuídas sobre: a) duas pequenas esferas adjacentes. b) duas pequenas esferas concêntricas. c) uma pequena esfera e uma placa adjacente. d) duas grandes placas paralelas. e) dois pequenos cilindros concêntricos. Questão 06 - (FMTM MG) Duas placas planas, verticais e paralelas, encontram-se separadas a uma distância d uma da outra e estão submetidas a uma diferença de potencial constante. Um feixe de prótons penetra perpendicularmente à placa positiva, por meio de um orifício, no interior do campo elétrico formado por essas placas, com energia cinética E 0 . Desprezando-se as ações gravitacionais, a variação da energia cinética dos prótons, ao atravessarem as placas, está corretamente representada no diagrama

Basica campo e potencial

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Page 1: Basica campo e potencial

LISTA BÁSICA DE CAMPO ELÉTRICO E POTENCIAL ELÉTRICO

Questão 01 - (UNIFOR CE)

Uma partícula de massa m = 1,0 . 104 kg e eletrizada com carga q = 1,0 . 106 C fica em

equilíbrio quando colocada em uma região onde

existe apenas um campo elétrico uniforme e vertical e o campo gravitacional. Sendo g = 10 m/s2, o módulo do vetor campo elétrico, em V/m, e o seu sentido são a) 1010, ascendente. b) 103, ascendente. c) 102, ascendente.

d) 10, descendente. e) 102, descendente.

Questão 02 - (UNIMES SP)

A figura abaixo mostra um diagrama do aparelho utilizado pelo físico americano Robert A. Millikan para medir a carga elementar e. Gotículas de óleo são introduzidas na câmara A por meio de um

atomizador e várias se tornam eletricamente carregadas durante esse processo. Algumas caem e, passando pelo orifício da placa P1, atingem a câmara C onde podem ser observadas pelo microscópio. As placas P1 e P2 formam um capacitor. Nesta região, pode-se

aplicar um campo elétrico fechando o interruptor que liga a bateria B às placas do capacitor, tornando a placa P1 positiva e a placa P2 negativa.

Assim, com o interruptor fechado, para uma gota

de óleo situada no meio da câmara C, pode-se afirmar que: a) é impossível equilibrar a gota. Seu peso

inevitavelmente fará a mesma cair. b) a gota poderá ficar equilibrada desde que

tenha carga negativa (excesso de elétrons).

c) a gota poderá ficar equilibrada desde que tenha carga positiva (falta de elétrons).

d) apenas gotas com carga positiva serão aceleradas para cima.

e) apenas gotas neutras (sem carga elétrica) ficarão equilibradas.

Questão 03 - (UNIMONTES MG)

Um condutor esférico está carregando positivamente. Sejam VA, VB, VC e VD os potenciais nos pontos A, B, C e D, respectivamente (veja a figura). Sabendose que

os pontos C e D são eqüidistantes do centro A da esfera, podemos afirmar CORRETAMENTE que:

a) VA = VB e VD = VC b) VA = VB = VC = VD c) VA = VD > VC

d) VB = VC > VA Questão 04 - (ETAPA SP)

Sempre que necessário adote g = 10 m/s2. Quatro cargas puntiformes,

C1- q e C1qqq 4321 são fixadas formando

um quadrado de lado a = 1,0 m. Sendo

229 C/mN 100,94

1k

, o vetor campo elétrico

resultante no centro do quadrado tem valor: a) 9 0 . 103 N/C b) 18 . 103 N/C c) 36 . 103 N/C d) 54 . 103 N/C e) 72 . 103 N/C

Questão 05 - (ETAPA SP)

O campo elétrico criado por duas distribuições uniformes de cargas próximas e de sinais contrários é uniforme, na região entre elas, se as cargas se encontram distribuídas sobre:

a) duas pequenas esferas adjacentes. b) duas pequenas esferas concêntricas. c) uma pequena esfera e uma placa adjacente. d) duas grandes placas paralelas. e) dois pequenos cilindros concêntricos.

Questão 06 - (FMTM MG)

Duas placas planas, verticais e paralelas, encontram-se separadas a uma distância d uma da outra e estão submetidas a uma diferença de potencial constante. Um feixe de prótons penetra perpendicularmente à placa positiva, por meio de

um orifício, no interior do campo elétrico formado por essas placas, com energia cinética E0. Desprezando-se as ações gravitacionais, a

variação da energia cinética dos prótons, ao atravessarem as placas, está corretamente representada no diagrama

Page 2: Basica campo e potencial

a)

b)

c)

d)

e)

Questão 07 - (PUC RJ)

Uma carga Q1 = +q está posicionada na origem do eixo horizontal, denominado aqui de x. Uma segunda carga Q2 = +2q é colocada sobre o eixo

na posição x = + 2,0 m. Determine: a) o módulo, a direção e o sentido da força que a

carga Q1 faz sobre a carga Q2; b) o módulo, a direção e o sentido do campo

elétrico na origem do eixo horizontal (x=0); c) em que ponto do eixo x, entre as cargas Q1 e

Q2, o campo elétrico é nulo.

Questão 08 - (UFMG)

Duas pequenas esferas isolantes . I e II ., eletricamente carregadas com cargas de sinais contrários, estão fixas nas posições representadas

nesta figura:

A carga da esfera I é positiva e seu módulo é

maior que o da esfera II. Guilherme posiciona uma carga pontual positiva, de peso desprezível, ao longo da linha que une

essas duas esferas, de forma que ela fique em equilíbrio. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que o ponto que melhor representa a posição de equilíbrio da carga

pontual, na situação descrita, é o a) R. b) P. c) S. d) Q.

TEXTO: 1 - Comum à questão: 9

Esta prova tem por finalidade verificar seus conhecimentos sobre as leis que regem a natureza. Interprete as questões do modo mais

simples e usual. Não considere complicações adicionais por fatores não enunciados. Em caso de

respostas numéricas, admita exatidão com um

desvio inferior a 5 %. A aceleração da gravidade será considerada como g = 10 m/s².

Questão 09 - (UPE)

Analisando-se as proposições a seguir relacionadas à eletrostática, pode-se afirmar que

00. o campo elétrico de uma carga puntiforme é

sempre orientado no sentido de afastar-se da carga.

01. qualquer carga Q ocorrente na natureza pode ser descrita matematicamente como e N Q ,

onde N é um inteiro, e e é a carga do elétron. 02. se utilizando a configuração das linhas de

força para visualizar o campo elétrico, conclui-se que, quando as linhas de força estão mais próximas, o campo elétrico é menos intenso.

03. as linhas de força de um campo elétrico nunca

se cruzam em um ponto no espaço.

04. num sistema eletricamente isolado, a soma algébrica das quantidades de cargas positivas e negativas é constante.

Questão 10 - (UECE)

Qual a energia potencial, em elétron-Volt (eV),

adquirida por um próton ao passar de um ponto A, cujo potencial vale 51 V, para o ponto B, com potencial de 52 V?

a) 1840 b) 1

c) 52

d) 51 Questão 11 - (UNIMONTES MG)

Uma carga Q = 2C está num ponto A do espaço onde existe um campo elétrico. O trabalho

realizado pela força elétrica, para deslocar essa carga do infinito até o ponto A, é igual a W. Se o potencial elétrico no ponto A é 30 V, o módulo do trabalho W vale

a) 40J. b) 30J.

c) 60J. d) 50J.

Questão 12 - (UNIMONTES MG)

Em um dado flash de relâmpago, a diferença de potencial entre a nuvem e o solo é 1,0 109 V, e

a quantidade de carga transferida é de 31,25 C.

Se toda a variação de energia potencial elétrica da carga transferida fosse usada para acelerar uma caminhonete de 1600 kg, a partir do repouso, a velocidade final do veículo, em m/s, seria igual a

a) 2500.

b) 6250. c) 7000. d) 1200.

Questão 13 - (UESPI)

A figura ilustra um triângulo equilátero de lado L, com duas cargas puntiformes +q e –q fixas em

Page 3: Basica campo e potencial

dois de seus vértices. Todo o sistema se encontra no vácuo, onde a constante eletrostática é denotada por k. Sabe-se que 1/2 )º60cos( e

2

3)º60(sen . Nestas circunstâncias, assinale a

alternativa que indica corretamente os valores do módulo do campo elétrico resultante, E, e do potencial elétrico total, V, no vértice superior do triângulo (ponto P da figura):

a) E = kq/L2; V = 0 b) E = 0; V = 2kq/L c) E = kq/(2L2); V = 0 d) E = 2kq/L2; V = kq/L e) E = kq/L2; V = kq/L

Questão 14 - (UNISA SP)

Uma partícula, de massa 1.10–5 kg e eletrizada com carga C2 , é abandonada no ponto A de um

campo elétrico uniforme , cujas linhas de força e superfícies eqüipotenciais estão representadas na figura.

A velocidade com que atingirá o ponto B, em m/s, será de

a) 4. b) 6.

c) 10. d) 16. e) 20.

Questão 15 - (CEFET PR)

Um quadrado de lado m 8 apresenta 3 vértices

com cargas elétricas fixadas conforme mostra o esquema abaixo. Determine o valor da carga Q4 para que o

potencial elétrico torne-se nulo na região central do quadrado (Dado: ko = 9 x 109 Nm2/C2).

? QC2QC4QC1Q

4

3

2

1

a) +8x10-6 C b) –3x10-6 C c) +3x10-6 C

d) –8x10-6 C e) +8x10-3 C

Questão 16 - (ESCS DF)

Duas partículas, de cargas iguais a +q e − q, estão fixas, respectivamente, nos vértices A e B do triângulo isósceles ABC representado na figura 1. Nesse caso, a energia potencial eletrostática do sistema formado por elas é U1. Uma terceira partícula, de carga +q, é fixada no vértice C do

triângulo, como mostra a figura 2. Nesse caso, designamos por U2 a energia potencial eletrostática do sistema formado pelas três partículas carregadas. Substitui-se a partícula do vértice C por outra, de carga − q, como mostra a

figura 3. Nesse caso, designamos por U3 a energia

eletrostática das três partículas carregadas.

Essas energias potenciais eletrostáticas são tais que a) U1 < U3 < U2 ; b) U1 < U3 = U2 ; c) U3 < U1 < U2 ; d) U3 < U2 < U1 ;

e) U1 = U2 = U3 . Questão 17 - (UNIFOR CE)

Duas cargas puntiformes Q1 = 4,0 x 10–6C e Q2 =

–2,0 x 10–6C estão fixas, no vácuo, separadas de

d = 10 cm. Considere dois pontos A e B sobre a reta que passa por Q1 e Q2, o ponto A a 4,0 cm de

Page 4: Basica campo e potencial

Q1 e o ponto B a 2,0 cm de Q2, como mostra o esquema.

Sendo a constante eletrostática do vácuo k0 = 9,0 x 109 N.m2/C2, o trabalho realizado pelas forças elétricas para deslocar uma carga q = 2,0 x 10–6 C de A até B, em joules, vale

a) 24 b) 12 c) 4,8 d) 2,4 e) zero

Questão 18 - (UECE)

Uma pilha de f.e.m. igual a 3,6 V tem uma carga inicial de hmA 600 . Supondo que a diferença de

potencial entre os pólos da pilha permaneça

constante até que a pilha esteja completamente

descarregada, o tempo (em horas) que ela poderá fornecer energia à taxa constante de 1,8 W é de: a) 2,4 b) 1,2 c) 3,6 d) 7,2

Questão 19 - (UECE)

N prótons, cada um de carga q, foram distribuídos aleatoriamente ao longo de um arco de círculo de 60º e raio r, conforme ilustra a figura.

Considerando 04

1k

e o potencial de referência

no infinito igual a zero, assinale a alternativa que contém o valor do potencial elétrico no ponto O devido a esses prótons.

a) r

kqN

b) º60cosr

kNq

c) r

kNq

d) º30cosr

kNq2

Questão 20 - (UFJF MG)

A Figura 3 representa uma superfície esférica condutora, carregada positivamente, e dois pontos

A e B, ambos no plano da página. Nessa condição, pode-se afirmar que:

a) o potencial em B é maior que em A. b) um elétron em B tem maior energia potencial

do que em A.

c) o campo elétrico em B é mais intenso do que em A.

d) o potencial em A é igual ao potencial em B. e) o trabalho realizado pela força elétrica para

deslocar um elétron de B para A é nulo. GABARITO: 1) Gab: B 2) Gab: B 3) Gab: A

4) Gab: C 5) Gab: D 6) Gab: D 7) Gab:

a) A força entre as duas cargas é repulsiva. Neste caso, a força que a carga 1 realiza

sobre a carga 2 é horizontal (ao longo do eixo x) e no sentido positivo de x. O módulo da

força da carga Q1 em Q2 é F21= k |Q1| |Q2| / x2, o que nos leva a força de F21= k 2 q2/ 4 = kq2/2.

b) O campo elétrico em x=0 pode ser obtido através da 3ª lei de Newton. A força que a

carga Q2 faz na carga Q1 é igual em módulo e direção a força que a carga Q1 faz na carga Q2 calculada no item anterior. Como a força elétrica pode ser escrita em função do campo elétrico temos que F12 = F21 = q E, o que

nos leva ao campo elétrico com módulo E = kq/2 também na direção horizontal no sentido negativo do eixo x.

c) No ponto em que o campo total se anula temos que k2q/(2x)2 = kq/(x)2, onde x é a

distância do ponto à carga na origem. Assim, a solução é x=(2x)/2 x =

2/(1+2)=0,8285 m de distância da carga da

origem (+q).

8) Gab: C 9) Gab: FVFVV 10) Gab: B 11) Gab: C

12) Gab: B 13) Gab: A 14) Gab: A 15) Gab: C 16) Gab: E 17) Gab: D

18) Gab: B

19) Gab: C 20) Gab: B