Exercícios de Trabalho, Energia e Força Eletromotriz - Lista de Exercícios Resolvida

Uma certa bateria de automóvel com uma força eletromotriz de tem uma carga inicial de . Supondo que a diferença de potencial entre os terminais permanece constante até a bateria se descarregar totalmente, durante quantas horas a bateria é capaz de fornecer uma potência de

Um aquecedor elétrico de é projetado para operar em um circuito em que está submetido à uma diferença de potencial de . Baseado nisso,

1. Qual é a resistência do aquecedor?
2. Que corrente elétrica ele consome?
3. Se a resistência do aquecedor permanece constante e a voltagem através dele cai para , qual é a potência que o aquecedor consome?

Uma lanterna comum possui duas pilhas, cada uma delas com uma fem , conectadas em série com uma lâmpada com resistência .

1. Desprezando a resistência interna da pilha, qual é a potência fornecida para a lâmpada?
2. Se a pilha se descarrega em , qual é a energia total fornecida para a lâmpada?

Um receptor do sistema de posicionamento global (GPS) opera com uma bateria de e consome uma corrente elétrica de . Qual é a energia elétrica que ele consome durante uma hora e meia?

Considere o circuito elétrico da figura abaixo. Uma bateria de fica submetida à uma diferença de potencial entre os pontos e quando é atravessada por uma corrente . Com isso, calcule:

1. A resistência interna da bateria;
2. A resistência do resistor do circuito.

Uma corrente de é estabelecida de um circuito durante por uma bateria recarregável com uma força eletromotriz de . Qual é a redução da energia química da bateria?

A f.e.m. e a resistência interna de uma bateria são mostradas na figura abaixo.

Sabendo que uma corrente de é estabelecida quando uma lâmpada de é conectada aos terminais e desta bateria, assinale abaixo o valor da f.e.m., .

Um indutor , um resitor e uma fonte de são ligados em série a uma chave . Em a chave é fechada neste instante é zero. Depois de um tempo qual será a tensão no indutor?

Uma espira quadrada de lado , resistência e massa é lançada com velocidade inicial para a direita em direção a uma região de largura () onde há um campo magnético uniforme de módulo perpendicular ao plano do papel e apontando para fora dele. Enquanto a espira entra na região com campo magnético (ou seja ) determine:

1. O fluxo em função da posição do início da espira ;
2. A induzida na espira;
3. O módulo e o sentido da corrente induzida na espira, justificando a resposta em termos da Lei de Lenz;
4. Os vetores força magnética e aceleração na espira em função do tempo;
5. A velocidade da espira em função do tempo;
6. Qual deve ser a mínima velocidade inicial (em termos dos outros parâmetros do problema), para que o início da espira atinja a outra extremidade da região contendo o campo magnético?

Os valores da constante de fase para quatro circuitos série alimentados por uma fonte de senoidal são:

Circuito 1:

Circuito 2:

Circuito 3:

Circuito 4:

Em qual dos circuitos a carga é mais capacitiva?

1. Circuito 1
2. Circuito 2
3. Circuito 3
4. Circuito 4
5. Circuito 2 e 3

Um carrossel tem uma área de e gira a em torno de um eixo vertical num lugar onde o campo magnético da Terra é vertical e uniforme, de intensidade . A induzida no contorno do carrossel é:

1. Zero;

A figura mostra os fasores para três circuitos série com uma senoidal de frequência . A alternativa correta que estabelece a relação entre e (frequência de ressonância) em cada circuito é:

1. Circuito (1); ; Circuito (2); ; Circuito (3), ;
2. Circuito (1); ; Circuito (2); ; Circuito (3), ;
3. Circuito (1); ; Circuito (2); ; Circuito (3), ;
4. Circuito (1); ; Circuito (2); ; Circuito (3), ;
5. Circuito (1); ; Circuito (2); ; Circuito (3), ;

Considere as seguintes afirmações sobre a Lei da Indução de Faraday

I - Uma induzida só pode ser gerada por campos magnéticos variáveis no tempo.

II- Os campos elétricos induzidos são campos não conservativos.

III- Embora útil por sua formulação concisa, a lei da Indução de Faraday não constitui uma lei fundamental, pois todas suas previsões podem ser explicadas fazendo-se uso da força coulombiana.

São CORRETAS as afirmações:

O fluxo de campo magnético através do circuito mostrado na figura varia com o tempo de acordo com a equação , onde representa o tempo em segundos e está em miliweber. No instante de tempo , o módulo da fem induzida no circuito e o sentido da corrente no resistor, são, respectivamente:

1. , corrente no resistor da esquerda para a direita.
2. , corrente no resistor da esquerda para a direita.
3. , corrente no resistor da direita para a esquerda.
4. , corrente no resistor da direita para a esquerda.
5. , corrente no resistor da direita para a esquerda.

1ª questão - Complete a seguinte afirmação: A força eletromotriz é:

A) a máxima diferença de potencial entre os terminais de uma bateria.

B) a força que acelera os elétrons através de um fio quando uma bateria está conectada a ele.

C) a força que acelera prótons através de um fio quando uma bateria está conectada a ele.

D) a capacitância máxima entre os terminais de uma bateria.

E) a energia potencial elétrica máxima armazenada em uma bateria.

No circuito mostrado na figura abaixo, o resistor possui resistência variável, podendo ser ajustado entre e . Um amperímetro e um voltímetro , ambos ideais, são instalados no sistema, como indicado. A voltagem e a corrente medida por eles são mostradas no gráfico. Com base nessas informações, podemos afirmar que a f.e.m e a resistência interna da bateria valem, respectivamente:

Uma espira quadrada de lado , é girada com uma frequência constante num campo magnético uniforme , entrando no plano da página, como mostra a figura abaixo. Considere a resistência total do sistema igual a . Calcule:

A força eletromotriz induzida na espira.

A máxima induzida na espira.

A corrente induzida na espira. No momento em que a espira começa a girar, qual o sentido da corrente induzida (horário ou anti-horário), considere o início igual ao desenho abaixo.

Num circuito com a corrente em função do tempo é dada por , onde é dado em segundo, em amperes e o ângulo de fase em radianos.

Qual a carga máxima do capacitor

Qual a energia total do circuito?

Em um circuito elétrico existe, em certo ponto, um dispositivo no qual o deslocamento da carga parte uma energia potencial mais baixa para uma mais elevada, apesar da força eletrostática tentar empurrá-la de uma energia potencial mais elevada para uma mais baixa. A corrente elétrica nesse dispositivo terá seu sentido partindo do potencial mais baixo para o mais elevado, ou seja, totalmente oposto ao que se observa em um condutor comum. Ao agente que faz a corrente fluir do potencial mais baixo para o mais elevado, damos o nome

1. Campo elétrico
2. Fluxo magnético
3. Força magnética
4. Força eletromotriz
5. Densidade de corrente

Um fio de cobre de seção reta e comprimento é percorrido por uma corrente de uniformemente distribuída. Calcule:

b) energia dissipada durante 30 minutos

Uma espira circular de área é atravessada por um campo magnético uniforme que oscila periodicamente no tempo. Considere que a dependência temporal dos campos (curva cheia) e (curva pontilhada) ilustrados nas figuras abaixo.

A máxima e o fluxo máximo de campo magnético se dão, respectivamente, nas situações

e .

e .

e .

e .

Para determinarmos a máxima e o fluxo máximo precisaríamos conhecer a resistência oferecida pelas espiras.

Uma espira condutora quadrada de lado encontra-se sobre o plano de um sistema de coordenadas com dois de seus vértices sobre os pontos e deste plano. Ela está imersa em uma região de campo magnético dado por , onde e são constantes positivas. Qual é o módulo da força eletromotriz induzida sobre a espira em um instante ?

Considere o seguinte gráfico mostrando o fluxo do campo magnético através de uma espira isolante em repouso, como função do tempo. Assinale a opção que melhor representa a força eletromotriz ao longo da espira, como função do tempo, nos intervalos de tempos típicos do gráfico, respectivamente.

1. , , , , ,
2. , , , , ,
3. A fem é sempre zero, pois, a espira é isolante.
4. , , , , ,
5. , , , , ,