3.4 Terceiro ano quarto bimestre

professor angelo antonio leithold py5aal ensino médio primeiro ano py5aal

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A Lei de Faraday

Fonte: www.vestibular1.com.br

Segundo a lei de Faraday, se o fluxo do campo magnético através da superfície limitada por um circuito varia com o tempo, aparece nesse circuito uma força eletromotriz (fem) induzida. Matematicamente:

e = - Df / Dt

Como exemplo de aplicação da lei de Faraday vamos calcular a fem induzida em uma espira retangular que se movimenta entrando ou saindo, com velocidade constante, de uma região de campo magnético uniforme (Fig.18). O fluxo do campo magnético através da superfície limitada pela espira vale f = xLB e sua variação no tempo, Df/Dt = (Dx/Dt)LB = vLB. Assim:

e = vLB

e se a espira tem uma resistência R, a corrente induzida é:

i = e / R = vLB / R

Um condutor percorrido por uma corrente elétrica mergulhado numa região de campo magnético fica sob a ação de uma força dada por F = i L x B. Assim, por efeito da corrente induzida na espira, aparecem as forças F1, F2 e FM. As duas primeiras se cancelam mutuamente. A terceira é cancelada por uma força externa, necessária para manter a espira com velocidade constante. Como a força FM deve se opor à força FEXT, a corrente induzida na espira pela variação do fluxo magnético deve ter o sentido indicado na Fig.18. Esse fato constitui um exemplo particular da lei de Lenz.

Fonte: www.if.ufrgs.br

A Lei de Coulomb

As forças entre cargas elétricas são forças de campo, isto é, forças de ação à distância, como as forças gravitacionais (com a diferença que as gravitacionais são sempre forças atrativas).

O cientista francês Charles Coulomb conseguiu estabelecer experimentalmente uma expressão matemática que nos permite calcular o valor da força entre dois pequenos corpos eletrizados. Coulomb verificou que o valor dessa força (seja de atração ou de repulsão) é tanto maior quanto maiores forem os valores das cargas nos corpos, e tanto menor quanto maior for a distância entre eles. Ou seja: a força com que duas cargas se atraem ou repelem é proporcional às cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. Assim, se a distância entre duas cargas é dobrada, a força de uma sobre a outra é reduzida a um quarto da força original.

Para medir as forças, Coulomb aperfeiçoou o método de detectar a força elétrica entre duas cargas por meio da torção de um fio. A partir dessa idéia criou um medidor de força extremamente sensível, denominado balança de torção.

Campo elétrico

A expressão E= F/q nos permite calcular a intensidade do campo elétrico, quaisquer que sejam as cargas que criam este campo. Vamos aplicá-la a um caso particular, no qual a carga que cria o campo é uma carga puntual. Consideremos, então, uma carga puntual Q, no ar, e um ponto situado a uma distância r desta carga. Se colocarmos uma carga de prova q neste ponto, ela ficará sujeita a uma força elétrica , cujo módulo poderá ser calculado pela lei de Coulumb, isto é,

F = k0 Qq/r2 como E = F/q, E = k0 Q/r2

Portanto, esta expressão nos permite calcular a intensidade do campo em um certo ponto, quando conhecemos o valor da carga puntual Q que criou este campo e a distância do ponto a esta carga. Observe, entretanto, que esta expressão só pode ser usada para este caso (campo criado por uma carga puntual).

Suponhamos que desejássemos calcular o campo elétrico que o conjunto das cargas da figura acima criam em um ponto P qualquer do espaço. Para isto devemos calcular, inicialmente, o campo 1 criado em P apenas pela carga Q1. Como Q1 é uma carga puntual, o valor de E1 poderá ser calculado usando-se a expressão e = k0Q/r2. A direção e o sentido de 1, mostrado acima, foram determinados de acordo com o que vimos na seção anterior. A seguir, de maneira análoga, determinamos o campo 2 , criado por Q2 , o campo 3, criado por Q3 etc. O campo elétrico , existente no ponto P, será dado pela resultante dos campos 1, 2, 3 etc. produzidos separadamente pelas cargas Q1, Q2, Q3 etc., isto é,

= 1 + 2 +3 + ...

Campo de uma esfera

Imaginemos, agora, que tivéssemos uma esfera eletrizada, possuindo uma carga Q distribuída uniformemente em sua superfície. Supondo que o raio desta esfera não seja desprezível, estaremos diante de uma situação nova, isto é, uma carga Q não puntual, criando uma campo elétrico no espaço em torno dela. Para calcular o campo elétrico em um ponto P exterior à esfera, conforme a figura abaixo, teríamos que usar um artifício: imaginaríamos a esfera dividida em pequenas porções, de tal modo que a carga /\Q existente em cada porção pudesse ser considerada como uma carga puntual. Cada uma dessas pequenas cargas /\Q criaria em P um pequeno campo /\(fig.07-a), que poderia ser facilmente calculado. O campo em P, devido à carga total, Q, da esfera seria obtido somando-se vetorialmente estes pequenos campos.

Realizando-se esta operação, chega-se ao seguinte resultado: o campo , criado em P pela carga Q da esfera, tem a direção e o sentido mostrado na figura acima e seu módulo é dado por

E = k0 Q/r2

onde r é a distância do ponto P ao centro da esfera. Observe que esta expressão é idêntica àquela que nos fornece o campo elétrico criado por uma carga puntual. Concluímos, então, que o campo criado por uma esfera eletrizada, em pontos exteriores a ela, pode ser calculado imaginando-se que toda a carga da esfera estivesse concentrada (como se fosse uma carga puntual) em seu centro.

Se na fig.07-b considerássemos um ponto situado bem próximo à superfície da esfera, sua distância ao centro dela seria praticamente igual a R (raio da esfera). Portanto, o campo neste ponto seria dado por

E = k0 Q/R2

Deve-se salientar que a análise que acabamos de fazer só é válida para pontos exteriores à esfera.

Linhas de Força

O conceito de linhas de força foi introduzido pelo físico inglês M. Faraday, no século passado, com a finalidade de representar o campo elétrico através de diagramas. Para que possamos compreender esta concepção de Faraday, suponhamos uma carga puntual positiva Q criando um campo elétrico no espaço em torno dela. Como sabemos, em cada ponto deste espaço temos um vetor, cujo módulo diminui à medida que nos afastamos da carga. Na figura abaixo estão representados estes vetores em alguns pontos em torno de Q. Consideremos os vetores 1 , 2 , 3 etc., que tem a mesma direção, e tracemos uma linha passando por estes vetores e orientada no mesmo sentido deles, como mostrado embaixo. Esta linha é, então é tangente a cada um dos vetores 1 , 2 , 3 etc. Uma linha como esta é denominada linha de força do campo elétrico. De maneira semelhante, podemos traçar várias outras linhas de força do campo elétrico criado pela carga Q, como foi feito na figura. Esta nos fornece uma representação do campo elétrico da maneira proposta por Faraday.

Se a carga criadora do campo for uma carga puntual negativa, sabemos que o vetor , em cada ponto do espaço, estará dirigido para esta carga, como mostra a figura abaixo. Podemos, então, traçar, também neste caso, as linhas de força que representarão este campo elétrico. Observe embaixo, na mesma figura, e compare com a figura acima, que a configuração destas linhas de força é idêntica àquela que representa o campo elétrico da carga positiva, diferindo apenas no sentido de orientação das linhas de força: no campo da carga positiva as linhas divergem a partir da carga e no campo de uma carga negativa as linhas convergem para a carga.

Consideremos duas placas planas, paralelas, separadas por uma distância pequena em relação às dimensões destas placas. Suponhamos que elas estejam uniformemente eletrizadas com cargas de mesmo módulo e de sinais contrários, como mostra a figura embaixo.

Se colocarmos uma carga de prova positiva q em um ponto P1 situado entre as placas, conforme a figura acima, esta carga ficará sujeita à ação de uma força , devido ao campo elétrico criado pelas placas no espaço entre elas. A força é perpendicular às placas e está orientada, como você poderia prever, da placa positiva para a negativa. Deslocando-se a carga de prova q para outro ponto qualquer entre as placas, verifica-se que irá atuar sobre q uma força F de mesmo módulo, mesma direção e mesmo sentido que aquela que atuava quando q se encontrava em P1. Concluímos, então, que o campo elétrico existente entre as placas tem, em qualquer ponto, o mesmo módulo, a mesma direção e o mesmo sentido. Um campo como este é denominado campo elétrico uniforme e pode ser representado por um vetor ,como aquele indicado no ponto P da figura acima. Observe que na figura abaixo estão traçadas as linhas de força do campo existente entre as duas placas, estas linhas são paralelas (a direção de não varia) e igualmente espaçadas (o módulo de é constante), indicando que o campo elétrico nesta região, é uniforme. Deve-se notar, entretanto, que estas considerações são válidas para pontos não muito próximos das extremidades das placas. De fato, como mostra a figura, nestas extremidades as linhas de força são curvas, indicando que aí o campo deixa de ser uniforme.

CONCEITOS CAMPO ELÉTRICO

O vetor campo elétrico

O campo elétrico pode ser representado, em cada ponto do espaço, por um vetor, usualmente simbolizado por e que se denomina vetor campo elétrico.

Módulo do vetor

- O módulo do vetor, em um dado ponto, costuma ser denominado intensidade do campo elétrico naquele ponto. Para definir este módulo, consideremos a carga Q, mostrada na figura embaixo, criando um campo elétrico no espaço em torno dela. Colocando-se uma carga de prova q em um ponto qualquer, como o ponto P1 , por exemplo, uma força elétrica atuará sobre esta carga de prova. A intensidade do campo elétrico em P1 será, por definição, dada pela expressão

E= F/q

A expressão E = F/q nos permite determinar a intensidade do campo elétrico em qualquer outro ponto, tal como P2 , ou P3 etc. De maneira geral, o valor de E será diferente para cada um desses pontos, a não ser em casos especiais.

Observe que, de E = F/q obtemos

F = qE

isto é, se conhecermos a intensidade, E, do campo elétrico em um ponto, poderemos calcular, usando a expressão anterior, o módulo da força que atua em uma carga qualquer, q, colocada naquele ponto.

Direção e sentido do vetor

A direção e o sentido do vetor campo elétrico em um ponto são, por definição, dados pela direção e sentido da força que atua em uma carga de prova positiva colocada no ponto. Consideremos o ponto P1 mostrado na figura embaixo, se uma carga de prova positiva fosse colocada em P1 ela seria, evidentemente, repelida por Q com uma força horizontal para a direita. Portando, em virtude do exposto, o vetor campo elétrico 1 , naquele ponto, seria também horizontal e dirigido para a direita. De modo análogo, podemos concluir que em P2 temos uma vetor 2 dirigido verticalmente para cima; pois, se uma carga de prova positiva fosse colocada neste ponto, ela ficaria sob a ação de uma força com aquela direção e naquele sentido. Então, podemos verificar que, em P3 e P4 , os vetores 3 e 4 têm as direções e os sentidos indicados conforme a figura embaixo.

Suponha, agora, que a carga que cria o campo seja negativa, como mostra a figura embaixo. Neste caso, se colocásse-mos a carga de prova positiva em P1 , ela seria atraída por Q com uma força para a esquerda. Portanto, o vetor campo elétrico estaria agora dirigido para a esquerda (sempre no mesmo sentido da força que atua na carga de prova positiva). Seguindo esta orientação, podemos concluir que em P2 , P3 e P4 o vetor campo elétrico será representado pelos vetores 2 , 3 e 4 mostrados na figura embaixo.

Movimento de cargas em um campo elétrico

Suponha que uma carga positiva q seja colocada no ponto P1 da figura acima, onde existe um campo elétrico 1 criado por Q. A carga q será repelida por Q com uma força dirigida para a direita e, consequentemente, ela tenderá a se deslocar no sentido desta força. Já que o vetor 1 tem o mesmo sentido desta força, concluímos que a carga positiva q tende a se deslocar no sentido do campo elétrico. Se esta mesma carga positiva q for colocada no ponto P1 da figura abaixo (campo criado por carga negativa), ela será atraída pela carga Q e tenderá, também neste caso, a se deslocar no sentido do campo elétrico 1 . De maneira geral podemos verificar que, em qualquer ponto que a carga positiva q for abandonada, ela tenderá a se deslocar no sentido do vetor do campo elétrico existente naquele ponto. Imagine, agora, que coloquemos no ponto P1 da figura acima uma carga negativa q (lembremos que em P1, existe um campo elétrico 1 dirigido para a direita, produzido pela carga Q). Nestas condições, a carga q será atraída por Q e tenderá, então, a se deslocar em sentido contrário ao campo 1. Se deslocarmos a carga negativa q no ponto P1 da figura abaixo, ela será repelida pela carga negativa Q e, da mesma maneira, tenderá a se deslocar em sentido contrário ao do vetor 1.

COMPORTAMENTO DE UM CONDUTOR ELETRIZADO

Suponha que um corpo condutor como, por exemplo, um bloco metálico, seja atritado em uma determinada região de sua superfície, adquirindo uma carga negativa. Evidentemente, esta carga aparece na região que foi atritada, como mostra a figura abaixo.

Entretanto, estas cargas, constituídas por um excesso de elétrons, repelem-se mutuamente e atuam sobre os elétrons livres do condutor, fazendo com que eles se desloquem até atingir uma distribuição final, denominada "situação de equílibrio eletrostático", na qual as cargas no condutor apresentam-se em repouso. Ao ser atingida esta situação final de equilíbrio eletrostático (o que ocorre em um intervalo de tempo muito pequeno), verifica-se experientalmente que a carga negativa adquirida pelo condutor apresenta-se distribuída em sua superfície, veja a figura embaixo.

Se o condutor fosse eletrizado positivamente, observaríamos o mesmo resultado final. A carga positiva, adquirida pelo condutor em uma dada região de uma superfície, veja na figura embaixo à esquerda, atrai elétrons livres deste corpo. Estes elétrons se deslocam até ser atingido o equilíbrio eletrostático quando, então, a carga positiva se apresentará distribuída na superfície do condutor, veja na figura embaixo à direita.

Deve-se observar que este comportamento é característico de um condutor. De fato, se um isolante for atritado a uma determinada região de sua superfície, a carga por ele adquirida não se espalhará, permanecendo em equilíbrio na região onde ela foi gerada. Isto ocorre porque o isolante não possui elétrons livres e, consequentemente, as cargas elétricas não poderão se deslocar neste material. Conforme observado, ao ser atingido o equilíbrio eletrostático, as cargas elétricas em um condutor estão distribuídas em sua superfície e se encontram em repouso. Nestas condições, a distribuição destas cargas deve ser tal que torne nulo o campo elétrico em qualquer ponto do interior do condutor. De fato, se o campo elétrico no interior do condutor fosse diferente de zero, os elétrons livres aí existentes entrariam em movimento sob a ação deste campo. Como as cargas no condutor estão em equilíbrio, este movimento não pode existir e, portanto, o campo elétrico deve ser nulo no interior do condutor. Vamos analisar, agora, o que ocorre em pontos da superfície do condutor em equilíbrio eletrostático. Nestes pontos, é possível existir um campo elétrico, sem que isto altere a condição de equilíbrio eletrostático, desde que o vetor seja perpendicular à superfície do condutor, como está mostrado nos pontos B, C, e D da figura embaixo.

De fato, se o campo elétrico não fosse perpendicular a superfície, como está desenhado no ponto A da figura acima, ele teria um componente tangente à superfície do condutor. Se esta componente existisse, os elétrons livres ali presentes estariam em movimento. Logo, a componente não pode existir, pois o condutor está em equilíbrio eletrostático. Não existindo uma componente tangencial, o vetor terá que ser perpendicular à superfície do condutor. Evidentemente, atuando nesta direção, o campo não poderá provocar movimento de cargas porque o condutor está envolvido pelo ar que, como sabemos, é um isolante. Consideramos uma carga Q fixa em uma determinada posição, como mostra a figura embaixo. Se colocarmos uma outra carga q em um ponto P1, a uma certa distância de Q, aparecerá uma força elétrica atuando sobre q. Suponha, agora, que a carga q fosse deslocada, em torno de Q, para outros pontos quaisquer, tais como P2 , P3, etc. Evidentemente, em cada uma destes pontos estaria também atuando sobre q uma força elétrica, exercida por Q. Para descrever este fato, dizemos que em qualquer ponto do espaço em torno de Q existe um campo elétrico criado por esta carga. Veja na figura embaixo que devemos observar que o campo elétrico é criado nos pontos P1, P2, P3 etc., pela carga Q a qual, naturalmente, poderá ser tanto positiva (como a da figura) quanto negativa. A carga q que é deslocada de um ponto a outro, para verificar se existe ou não, nestes pontos, um campo elétrico, é denominada carga de prova (ou carga de teste).

Lista de exercícios

ELETROSTÁTICA

1. Penteando o cabelo, o pente se carrega negativamente, pois:

a) perde cargas elétricas positivas;

b) ganha cargas elétricas positivas;

c) perde cargas elétricas negativas;

d) ganha cargas elétricas negativas;

2. Quando o pente se carrega negativamente:

a) os cabelos se carregam positivamente;

b) os cabelos se carregam positiva ou negativamente;

c) também os cabelos se carregam negativamente;

d) os cabelos não se carregam eletricamente;

3. Eletroscópios são aparelhos que se destinam a:

a) verificar se um corpo está eletrizado;

b) eletrizar corpos;

c) armazenar eletricidade;

d) originar eletricidade;

4. A garrafa de Leyde é um:

a) eletroscópio;

b) pêndulo elétrico;

c) condensador;

d) gerador;

5. Eletrizando-se uma chaleira metálica, podemos perceber que a parte mais eletrizada é:

a) seu bico;

b) seu interior;

c) suas partes laterais;

d) sua base;

6. Um eletroscópio está carregado positivamente. Quando um corpo é colocado próximo a ele e as suas folhas se repelem mais ainda, é porque o corpo:

a) aumenta a capacidade do sistema;

b) está neutro;

c) está carregado positivamente;

d) está carregado negativamente;

7. Conduzem bem a eletricidade:

a) borracha e vidro;

b) mica e porcelana;

c) vidro e plástico;

d) metais;

e) plástico e madeira;

8. Um corpo se eletriza devido à perda ou ganho de:

a) prótons;

b) íons positivos

c) ânions;

d) nêutrons;

e) elétrons;

9. Quando há separação de cargas num corpo neutro devido à proximidade de um corpo eletrizado, está ocorrendo:

a) magnetização;

b) eletrização por atrito;

c) eletrização por contato;

d) o fenômeno da indução;

10. Num corpo neutro, o número de elétrons é:

a) maior que o de prótons;

b) maior que o de nêutrons;

c) menor que o de prótons;

d) igual ao de prótons;

11. Uma pequena esfera metálica carregada, toca em uma esfera metálica isolada, muito maior, e inicialmente descarregada. Pode-se dizer que:

a) a esfera pequena perde toda sua carga;

b) a esfera pequena perde um pouco de sua carga;

c) a esfera pequena perde a maior parte de sua carga;

d) a esfera pequena não perde carga;

12. O relâmpago em uma tempestade:

a) cai de preferência nos lugares baixos;

b) é perigoso debaixo de uma arvore;

c) é perigoso no interior de um carro;

d) é perigoso em qualquer lugar;

13. A principal função dos pára-raios é:

a) atrair os raios;

b) repelir os raios;

c) criar condições que evitem os raios;

d) impedir os raios;

14. O raio é um fenômeno:

a) inofensivo;

b) de descarga de um condensador;

c) que nunca se repete no mesmo lugar;

d) que não tem relação com eletrostática;

15. Não é possível eletrizar uma barra metálica segurando-a com a mão, porque:

a) a barra metálica é isolante e o corpo humano bom condutor;

b) a barra metálica é condutora e o corpo humano isolante;

c) tanto a barra metálica como o corpo humano são bons condutores;

d) tanto a barra metálica como o corpo humano são isolantes;

16. Os corpos eletrizados por atrito, contato e indução ficam carregados, respectivamente, com cargas de sinais:

a) iguais, iguais e iguais;

b) iguais, iguais e contrários;

c) contrários, contrários e iguais;

d) contrários, iguais e iguais;

e) contrários, iguais e contrários;

17. Atrita-se um bastão de vidro com um pano de lã inicialmente neutros. Pode-se afirmar que:

a) só a lã fica eletrizada;

b) só o bastão fica eletrizado;

c) o bastão e a lã se eletrizam com cargas de mesmo sinal;

d) o bastão e a lã se eletrizam com cargas de mesmo valor absoluto e sinais opostos;

18. Na eletrização por indução:

a) há passagem de cargas do indutor para o induzido;

b) há passagem de cargas do induzido para o indutor;

c) a passagem de cargas dependerá do sinal de carga do indutor;

d) há separação de cargas no induzido, devido à presença do indutor;

19. Dois corpos eletrizados com cargas de mesmo sinal se:

a) atraem;

b) repelem;

c) anulam;

d) destroem;

20. Um corpo, inicialmente neutro, fica eletrizado com carga positiva, quando:

a) adicionamos prótons;

b) adicionamos elétrons;

c) removemos elétrons;

d) removemos prótons;

21. Dizemos que um corpo está eletrizado negativamente, quando:

a) tem falta de elétrons;

b) tem excesso de elétrons;

c) tem falta de prótons;

d) tem falta de nêutrons;

22. Suponha um corpo A eletrizado por atrito contra um corpo B. Pode-se dizer que:

a) somente o corpo A se eletriza;

b) somente o corpo B se eletriza;

c) os dois corpos se eletrizam com cargas de mesmo sinal;

d) os dois corpos se eletrizam com cargas de sinais contrários;

23. Se aproximarmos um condutor A, eletricamente carregado, de um condutor B neutro, sem que haja contato, então o condutor B:

a) não é atraído e nem repelido pelo condutor A, porque B é neutro;

b) é repelido pelo condutor carregado, porque adquire carga de sinal contrário à de A;

c) é atraído por A, porque adquire carga de sinal contrário ao de A;

d) á atraído por A, devido ao fenômeno da indução;

24. Dois corpos isolados, A e B, se atraem por força de interação elétrica. Podemos afirmar que:

a) necessariamente o corpo A está eletrizado;

b) necessariamente o corpo B está eletrizado;

c) necessariamente os corpos A e B estão eletrizados com cargas de sinais contrários;

d) pelo menos um dos dois corpos está eletrizado;

25. São dados dois corpos eletrizados que se atraem no ar, se forem imersos em óleo, a força de atração entre eles:

a) aumenta;

b) diminui;

c) não muda;

d) se anula;

26. As linhas de força de um campo elétrico:

a) são sempre linhas fechadas;

b) são linhas imaginárias que saem das cargas negativas e chegam às positivas;

c) são linhas imaginárias que saem das cargas positivas e chegam às negativas;

d) existem apenas quando cargas positivas e negativas acham-se próximas entre si;

Respostas:

1d, 2a, 3a, 4c, 5a, 6c, 7d, 8e, 9d; 10d, 11c, 12b; 13a, 14b, 15c, 16e, 17d, 18d, 19b, 20c, 21b, 22d, 23d, 24d, 25b, 26c,

LISTA DE EXERCÍCIOS ELETROMAGNETISMO

1. O telefone é uma das aplicações de:

a) efeitos magnéticos da corrente elétrica;

b) efeitos químicos da corrente elétrica;

c) efeitos de correntes induzidas;

d) efeitos Joule da corrente elétrica;

2. Quebrando-se um ímã pela metade, vamos obter:

a) um ímã só com pólo norte e outro só com pólo sul;

b) dois ímãs só com pólo sul;

c) dois ímãs só com pólo norte;

d) dois ímãs iguais ao primeiro;

3. Quando aproximamos as pontas de dois ímãs;

a) sempre há atração;

b) sempre há repulsão;

c) não há atração e nem repulsão;

d) pode haver atração e repulsão;

4. O telégrafo e a campainha apresentam em comum:

a) motor elétrico;

b) eletroímã;

c) retificador de corrente elétrica;

d) lâmpada elétrica;

5. O funcionamento do motor elétrico se baseia:

a) na atração entre pólos de nomes contrários;

b) na atração entre pólos de igual nome;

c) na repulsão entre pólos de nomes contrários;

d) na repulsão entre pólos de igual nome;

6. Um eletroímã difere de um ímã natural, porque:

a) é temporário e não pode ter sua polaridade invertida;

b) é permanente e pode ter sua polaridade invertida;

c) é temporário e pode ter sua polaridade invertida;

d) é permanente e não pode ter sua polaridade invertida;

7. Substâncias que, naturalmente, apresentam capacidade magnética:

a) ferro, níquel e cobalto;

b) zinco, ferro e chumbo;

c) alumínio, prata e ferro;

d) chumbo, ferro e níquel;

8. Região do espaço onde atua a atração de um ímã:

a) campo gravitacional;

b) campo polar;

c) campo magnético;

d) campo elétrico;

9. Se aproximarmos o pólo sul de um ímã do pólo sul de outro ímã:

a) eles se atraem;

b) eles se repelem;

c) nada acontece;

d) eles se unem;

10. Ímã natural é um fragmento de:

a) ferro doce;

b) magnetita;

c) magnésia;

d) aço;

11. No pólo magnético norte da Terra uma agulha de inclinação:

a) se apresenta horizontal;

b) se apresenta vertical;

c) forma um ângulo agudo com o horizonte;

d) gira rapidamente;

12. A transformação de energia mecânica para energia elétrica é realizada em:

a) motores elétricos;

b) transformadores;

c) eletroímãs;

d) dínamos e alternadores;

13. Quando uma barra de ferro é magnetizada são:

a) acrescentados elétrons à barra;

b) retirados elétrons da barra;

c) acrescentados ímãs elementares à barra;

d) retirados ímãs elementares da barra;

e) ordenados os ímãs elementares da barra;

14. um fio condutor retilíneo e muito longo é percorrido por uma corrente elétrica constante, que cria um campo magnético em torno do fio. Esse campo magnético:

a) tem o mesmo sentido da corrente elétrica;

b) é uniforme;

c) diminui à medida que a distância em relação ao condutor aumenta;

d) é paralelo ao fio;

e) aponta para o fio;

15. Dois condutores elétricos, retilíneos, dispostos paralelamente um ao outro, são percorridos por correntes contínuas, distintas e de mesmo sentido. A tendência destes condutores é de:

a) aproximação mútua;

b) repulsão mútua;

c) aproximação ou repulsão, dependendo das intensidades das correntes;

d) permanecerem na mesma posição;

16. O fenômeno da indução eletromagnética é usado para gerar praticamente toda a energia elétrica que consumimos. Esse fenômeno consiste no aparecimento de uma força eletromotriz entre os extremos de um fio condutor submetido a um:

a) campo elétrico;

b) campo magnético invariável;

c) campo eletromagnético invariável;

d) fluxo magnético variável;

e) fluxo magnético invariável;

17. Dentre os aparelhos ou dispositivos elétricos abaixo, é uma aplicação prática do eletromagnetismo:

a) a lâmpada.

b) o chuveiro.

c) a campainha.

d) a torradeira.

e) o ferro de passar.

18. Constitui indução eletromagnética:

a) o aparecimento de um campo magnético devido ao movimento de cargas elétricas;

b) o aparecimento de uma força eletromotriz devido à variação com o tempo de um campo magnético;

c) o aparecimento de um campo magnético devido à variação com o tempo de um campo elétrico;

d) a separação de cargas elétricas de um campo neutro quando se lhe aproxima uma carga elétrica;

19. Para que um transformador elétrico funcione, é necessário:

a) alimentá-lo com corrente contínua;

b) fornecer-lhe alta ddp constante;

c) fornecer-lhe baixa ddp constante;

d) alimentá-lo com corrente alternada;

20. Um pedaço de ferro é colocado nas proximidades de um ímã. Assinale a afirmação correta:

a) é o ferro que atrai o ímã;

b) a atração do ferro pelo ímã é mais intensa do que a atração do ímã pelo ferro;

c) a atração do ímã pelo ferro é mais intensa do que a atração do ferro pelo ímã;

d) a atração do ferro pelo ímã é igual a atração do ímã pelo ferro (em módulo);

21. Os campos magnéticos não interagem com:

a) ímãs em repouso;

b) ímãs em movimento;

c) cargas elétricas em movimento;

d) correntes elétricas;

e) nenhuma das anteriores;

22. Para que ocorra o fenômeno da indução eletromagnética, é suficiente que:

a) haja um campo magnético próximo do observador;

b) ocorra variação do fluxo magnético através da espira;

c) cargas elétricas interajam com campos elétricos;

d) uma corrente elétrica contínua produza um campo magnético;

e) em nenhum dos casos ocorrerá indução eletromagnética;

23. A corrente elétrica induzida surge num condutor quando este:

a) se move paralelamente às linhas de indução;

b) se move cortando as linhas de indução;

c) é posto em contato com o ímã;

d) permanece em repouso num campo magnético uniforme;

24. Uma carga elétrica imersa num campo magnético ficará:

a) sempre sujeita à ação de uma força magnética;

b) sob a ação de força magnética, se estiver em movimento;

c) sob a ação de força magnética, se locomover perpendicularmente às linhas de indução do campo;

d) sob a ação de força magnética se estiver em movimento não paralelo às linhas de indução do campo;

25. A corrente elétrica que passa por um fio metálico (condutor):

a) só produz campo elétrico;

b) só produz campo magnético no interior do fio;

c) sempre produz campo magnético ao redor do fio;

d) produz campo magnético somente se a corrente for variável;

26. Aquecendo-se um ímã, causa-se nele:

a) inversão de polaridade;

b) seu enfraquecimento;

c) sua intensificação;

d) nada acontece;

27. O pólo norte magnético de um ímã:

a) atrai o pólo norte de outro ímã;

b) repele o pólo sul de outro ímã;

c) atrai o pólo sul de outro ímã;

d) atrai cargas negativas;

28. Que tipo de dano o magnetismo pode fazer sobre você?

a) pode levantar seus cabelos;

b) não há nenhum efeito prejudicial conhecido;

c) pode causar um choque elétrico;

d) pode fornecer energia para o seu corpo;

Respostas:

1a, 2d, 3d, 4b, 5d, 6c, 7a, 8c, 9b, 10b, 11b, 12d, 13e, 14c, 15a, 16d, 17c, 18b, 19d, 20d, 21e, 22b, 23b, 24d, 25c, 26b, 27c, 28b,

LISTA DE EXERCÍCIOS ELETRODINÂMICA

1. As lâmpadas dos faróis de um carro estão ligadas:

a) em série, porque quando uma se queima a outra se apaga;

b) em paralelo, porque quando uma se queima, a outra se apaga;

c) em série, porque quando uma se queima a outra contínua acesa;

d) em paralelo, porque quando uma se queima a outra continua acesa;

2. Você diria que o filamento de uma lâmpada emite luz porque:

a) não oferece resistência à passagem da corrente;

b) lentamente vai se queimando;

c) oferece grande resistência à passagem da corrente;

d) todas as alternativas anteriores são falsas;

3. Efeito Joule é:

a) produção de calor pela corrente elétrica;

b) produção de campo magnético pela corrente elétrica;

c) o "choque" provocado quando uma corrente passa por um músculo do homem;

d) a capacidade de se decompor a água utilizando-se uma corrente elétrica;

4. As unidades de resistência, diferença de potencial e intensidade de corrente, respectivamente, são:

a) volt, ohm e ampère;

b) ampère, volt e ohm;

c) ohm, volt e ampère;

d) volt, ampère e ohm;

5. Nas residências, as lâmpadas:

a) sempre são ligadas em paralelo entre si e com os demais aparelhos;

b) podem ser ligadas em série ou em paralelo entre si e aos demais aparelhos;

c) sempre são ligadas em série entre si e com os demais aparelhos;

d) são ligadas em paralelo entre si, porém, em série com os demais aparelhos;

6. Ao pagar uma conta da companhia que fornece luz e força elétrica, você está pagando o consumo de:

a) corrente elétrica;

b) tensão;

c) potência elétrica;

d) energia elétrica;

7. Quantidade de carga que passa pelo condutor em 1 segundo:

a) voltagem;

b) induzido;

c) corrente elétrica;

d) resistência;

8. Dois fatores que influem na resistência:

a) densidade e comprimento;

b) área da seção e cor do condutor;

c) comprimento e área da seção do condutor;

d) comprimento e peso do condutor;

9. Dispositivos utilizados para aumentar a resistência elétrica de um circuito:

a) condutores;

b) fusíveis;

c) resistores;

d) geradores;

e) disjuntores;

10. No caso de duas resistências iguais, ligadas em série:

a) a corrente total é o dobro da corrente em cada resistor;

b) a queda de potencial externa entre os pólos do gerador é menor de que as quedas de potencial nos dois resistores;

c) a resistência total é o dobro da resistência de cada resistor;

d) a resistência total é a metade da resistência de cada resistor;

11. A grandeza elétrica que na analogia entre circuitos elétricos e hidráulicos, eqüivale à diferença de pressão é:

a) potência;

b) tensão;

c) resistência;

d) capacidade;

12. Para efetuar a medida da corrente elétrica em um circuito, insere-se:

a) um amperímetro em paralelo ao circuito;

b) um voltímetro em paralelo ao circuito;

c) um amperímetro em série ao circuito;

d) um voltímetro em série ao circuito;

13. Um chuveiro elétrico aquece insuficientemente a água. Para corrigir isto, deve-se:

a) aumentar o comprimento do fio que serve de resistência;

b) diminuir o comprimento do fio que serve de resistência;

c) diminuir a tensão nos extremos do fio;

d) ligar uma resistência em série à resistência do chuveiro;

14. Dentre diversos resistores de mesmo material e de secções circulares, apresenta resistência maior aquele que for:

a) curto e fino;

b) curto e grosso;

c) longo e fino;

d) longo e grosso;

15. As lâmpadas elétricas incandescentes são elementos de circuito que se classificam como:

a) geradores elétricos;

b) receptores elétricos;

c) resistores;

d) fusíveis;

16. Numa residência onde a tensão da rede elétrica é de 110 V, está acesa uma lâmpada em cujo bulbo se lê 60 W - 110 V. Isso significa que:

a) a lâmpada gera 60 J de energia elétrica em cada segundo;

b) a lâmpada dissipa 60 W de energia elétrica em cada segundo;

c) a lâmpada converte 60 J de energia elétrica em outra forma de energia, em cada segundo;

d) a lâmpada produz 60 J de energia luminosa em cada segundo;

17. As linhas de transmissão de energia a longas distâncias operam sob altas ddps, porque:

a) os problemas de isolamento são mais fáceis e mais econômicos;

b) favorecem a transmissão de corrente contínua;

c) há menos perda de energia por efeito Joule (aquecimento dos fios);

d) menor quantidade de energia elétrica se transfere ao ar atmosférico;

18. Aparelho que funciona com corrente contínua:

a) liqüidificador;

b) lanterna;

c) geladeira;

d) chuveiro.

19. Qual a função de uma pilha num circuito elétrico:

a) fornecer resistência à passagem dos elétrons;

b) fornece energia aos elétrons para que possam se mover;

c) aquecer os elementos de um circuito;

d) medir a corrente elétrica.

20. Os fusíveis são elementos de proteção que se fundem:

a) quando a corrente elétrica diminui bruscamente;

b) quando a corrente elétrica é alternada;

c) quando a corrente elétrica aumenta bruscamente;

d) quando a corrente elétrica é continua.

21. Os fusíveis devem ser colocados:

a) antes da corrente atravessar os aparelhos domésticos;

b) no meio do circuito elétrico;

c) após a corrente atravessar os aparelhos domésticos;

d) só onde houver voltagem de 220 volts.

22. A dona de uma casa onde as lâmpadas, ligadas a uma tensão de 110V, queimam com muita freqüência, pensa em adquirir lâmpadas de 13OV ao invés de 110V como é habitual, supondo que estas terão maior durabilidade. Esse procedimento será:

a) inútil, pois as lâmpadas não vão acender.

b) impossível, pois as lâmpadas queimarão imediatamente.

c) válido, porém as lâmpadas terão luminosidade reduzida.

d) perigoso, pois sobrecarregará a rede elétrica.

e) vantajoso, pois as lâmpadas terão maior luminosidade.

23. O valor da resistência elétrica de um condutor não varia, se mudarmos somente:

a) o material de que ele é feito;

b) seu comprimento;

c) a diferença de potencial a que ele está submetido;

d) a área da sua seção reta;

e) a sua resistividade;

24. Intensidade de corrente elétrica num condutor é igual à carga elétrica total que atravessa uma:

a) secção transversal do condutor;

b) secção transversal do condutor, na unidade de tempo;

c) unidade de superfície na unidade de tempo;

d) unidade de superfície num intervalo de tempo qualquer;

25. Ligando-se uma lâmpada, notamos que esta se acende imediatamente. Sabe-se que:

a) a velocidade dos elétrons é muito elevada;

b) os elétrons se movimentam instantaneamente com velocidade elevada;

c) os elétrons de todo o circuito se movimentam quase que instantaneamente, porém com baixa velocidade;

d) os elétrons se movimentam com velocidade da luz;

26. Um chuveiro elétrico submetido à tensão constante, pode ser regulado para fornecer água a maior ou menor temperatura (inverno e verão respectivamente). A resistência elétrica do chuveiro:

a) é maior quando se deseja água mais aquecida (inverno);

b) é maior quando se deseja água menos aquecida (verão);

c) é menor quando se deseja água menos aquecida (verão);

d) a resistência não tem relação com o aquecimento da água;

27. Amperímetro é um aparelho que serve para medir:

a) tensão;

b) potência;

c) intensidade de corrente elétrica;

d) resistência elétrica;

28. Para se medir a diferença de potencial, nos extremos de uma lâmpada, insere-se:

a) um voltímetro em série com a lâmpada;

b) um amperímetro em série com a lâmpada;

c) um voltímetro em paralelo com a lâmpada;

d) um amperímetro em paralelo com a lâmpada;

29. A resistência equivalente de dois resistores iguais, associados em paralelo, é igual:

a) à metade da resistência de cada resistor;

b) ao dobro da resistência de cada resistor;

c) à soma das resistências de cada resistor;

d) ao valor da resistência de um resistor;

30. Três resistores associados em série são ligados numa bateria. Se a resistência de um deles aumentar, observar-se-á o efeito de:

a) aumentar a potência utilizada em todo o circuito;

b) decrescer a corrente em todo o circuito;

c) aumentar a ddp através dos outros condutores;

d) aumentar a corrente nos outros resistores;

31. Eletricidade estática pode ser transformada em corrente direta?

a) Não, porque são tipos diferentes de eletricidade;

b) Sim, se você colocar cargas opostas nos lados opostos do condutor;

c) Sim, se você trocar os elétrons por cargas positivas;

d) Não, porque a eletricidade estática não pode se mover;

Respostas:

1d, 2c, 3a, 4c, 5a, 6d, 7c, 8c, 9c, 10c, 11b, 12c, 13b, 14c, 15c, 16c, 17c, 18b, 19b, 20c, 21a, 22c, 23c, 24b, 25c, 26b, 27c, 28c, 29a, 30b, 31b,