P1 de Física II da UFF - 2016.1

Um dipolo rígido é colocado na proximidade de uma partícula (pontual) de carga , fixa no plano médio, perpendicular ao eixo do dipolo, conforme mostra a figura. Podemos afirmar que o movimento inicial do dipolo, imediatamente após ser liberado do repouso, consiste em:

a) Uma translação para direita e uma rotação, em torno do seu centro, no sentido anti-horário.

b) Uma translação para a direita e uma rotação, em torno do seu centro, no sentido horário.

c) Uma translação para cima e uma rotação, em torno do seu centro, no sentido horário.

d) Uma translação para baixo e uma rotação, em torno do seu centro, no sentido horário.

e) Uma translação para a esquerda e uma rotação, em torno do seu centro, no sentido anti-horário.

Considere o gráfico que mostra como o potencial eletrostático varia em função da distância radial a partir de um determinado ponto central em cada uma de 4 regiões distintas do espaço. Nas regiões I e III, o potencial é constante, ao passo que, nas regiões II e IV, ele decresce suavemente, como mostra a figura. Podemos afirmar que:

a) A componente radial do campo elétrico é negativa nas regiões I e II

b) A componente radial do campo elétrico é nula nas regiões I e III

c) A componente radial do campo elétrico é negativa nas regiões II e IV

d) A componente radial do campo elétrico é nula nas regiões II e IV

e) A componente radial do campo elétrico é positiva em todas as quatro regiões

Na figura, temos uma seção transversal de um corpo condutor, isolado (muito afastado de quaisquer outros corpos), em equilíbrio eletrostático carregado positivamente, além de algumas curvas orientadas. Quais curvas, nitidamente, não podem representar linhas de campo do correspondente eletrostático?

a) 1 e 4

b) 1, 4 e 7

c) 2, 6 e 7

d) 1, 3, 4, 5 e 7

e) 1, 3, 4 e 5

Um condutor com uma cavidade encontra-se em equilíbrio eletrostático e possui uma carga total . No interior da cavidade, existe uma partícula em repouso de carga também . Quais são as cargas nas superfícies interna e externa no condutor, respectivamente?

a)

b)

c)

d)

e)

Dois capacitores de placas planas e paralelas idênticos são preenchidos com materiais dielétricos diferentes. O capacitor é preenchido com dielétrico de constante dielétrica e outro (capacitor ) com vácuo. Os capacitores são carregados com baterias idênticas de , como mostra a figura, que permanecem ligadas a eles. Assinale a afirmação incorreta:

a) A carga acumulada nas placas dos dois capacitores são diferentes

b) O campo elétrico no interior dos dois capacitores são iguais

c) A energia necessária para carregar os dois capacitores são iguais

d) A ddp entre as placas dos dois capacitores são iguais

e) A capacitância do capacitor A é maior que a do capacitor B

Uma casca condutora esférica, espessa, de raios interno e externo iguais a e , respectivamente, encontra-se em equilíbrio eletrostático e possui carga . Uma partícula, de carga está situada, em repouso, no centro de tal casca. Que relação é válida entre os potenciais e ?

a)

b)

c)

d)

e)

A figura mostra três sistemas com distribuições uniformes de carga interagindo eletrostaticamente. Em todos, temos um plano infinito não condutor com densidade superficial de carga interagindo com: um anel (1), um disco (2) e uma esfera (3). O anel, o disco e a esfera têm a mesma carga total . Qual das alternativas abaixo melhor representa a comparação entre os módulos das forças elétricas exercidas pelo plano sobre o anel (), o disco () e a esfera ()?

a)

b)

c)

d)

e)

Considere uma casca esférica, uniformemente carregada, cujo raio cresce, desde um valor até um valor . Neste processo (“de crescimento”) em que a carga permanece constante o que ocorre com o módulo do campo elétrico em cada um dos três pontos fixos 1, 2 e 3, respectivamente: aumenta, diminui (sem anular), permanece o mesmo ou anula?

Considere uma esfera maciça com densidade volumar de carga constante (estacionária e uniforme), raio e carga total . Qual das alternativas abaixo melhor representa os gráficos do módulo do campo elétrico e do potencial elétrico, devidos a essa esfera em função da distância ao centro?

Na figura, representamos um gráfico do potencial elétrico entre duas placas planas, paralelas e extensas, uniformemente carregadas com cargas de sinais opostos, conforme medido ao longo da direção ortogonal às placas, sendo uma das placas escolhida como tendo potencial e posição nulos. Considerando que é o versor na direção positiva do eixo dos , qual é o vetor campo elétrico em qualquer ponto entre as placas?

a)

a)

a)

a)

e)

a)

b)

c)

d)

e)

Qual das seguintes afirmativas é falsa?

a) No processo de carregamento de um capacitor, cria-se um campo elétrico entre suas placas

b) O trabalho necessário para carregar um capacitor pode ser pensado como sendo o trabalho necessário para criar um campo elétrico entre suas placas.

c) A densidade de energia no espaço entre as placas de um capacitor é diretamente proporcional ao módulo do campo elétrico

d) A diferença de potencial entre as placas de um capacitor é diretamente proporcional ao módulo do campo elétrico

e) A capacitância de um capacitor não depende da quantidade de carga acumulada nele nem da diferença de potencial aplicada nos seus terminais.

Um elétron com velocidade e massa entra num capacitor plano através de um pequeno orifício na placa inferior, conforme indica a figura. Considere que, para todos os efeitos, as placas tem área infinita. Qual a trajetória seguida pelo elétron no interior do capacitor?

a) Um segmento de reta

b) Um arco de círculo

c) Um arco de parábola

d) Um arco de elipse

e) Nenhuma das opções acima

Uma casca esférica fina e oca de raio é carregada com um excesso de carga positiva. Qual dos gráficos ilustra corretamente o potencial elétrico devido à casca carregada em função da distância ao centro da casca. Considere a origem do potencial em .

Dos fios (1 e 2) condutores, cilíndricos circulares, homogêneos, de mesmo comprimento e área de seção reta, são unidos em série. A resistividade elétrica do fio 1 é o dobro da do fio 2. Existe uma diferença de potencial entre as extremidades do fio combinado. Quais são as razões e entre os módulos das densidades de corrente (estacionárias) e dos campos elétricos nos fios 1 e 2, respectivamente?

a)

b)

c)

d)

e)

Uma corrente é estabelecida num tubo de descarga de gás quando uma diferença de potencial (ddp) é aplicada entre os dois eletrodos do tubo. O gás ioniza, os elétrons movem-se em direção ao terminal positivo e os íons positivos em direção ao terminal negativo. Em um tubo de descarga de hidrogênio, e passam através da seção reta do tubo a cada segundo. Quais são o módulo da corrente elétrica, , e o sentido do vetor densidade de corrente elétrica, , neste tubo de descarga? Lembre-se que o módulo da carga do elétron vale ?

a) . Sentido: do terminal positivo para o negativo

b) . Sentido: do terminal positivo para o negativo

c) . Sentido: do terminal negativo para o positivo

d) . Sentido: do terminal negativo para o positivo

e) . Sentido: do terminal positivo para o negativo

O desenho abaixo mostra as seções transversais de superfícies equipotenciais entre dois condutores carregados que são mostrados em preto. Vários pontos nas superfícies equipotenciais próximos dos condutores estão marcados A, B, C, ..., I. Uma carga pontual ganha de energia cinética quando se move do ponto E para o ponto A. Determine a magnitude, o tipo da carga e quanto trabalho é necessário para movê-la do ponto B para o ponto D.

a) , negativa, e

b) , negativa e

c) , positiva e

d) , positiva e

e) , negativa e

Duas cargas de sinais opostos e iguais magnitudes são mantidas a uma distância de entre si, como mostrado na figura. ()

I – Assinale a opção que representa a magnitude do campo elétrico no ponto P.

a)

b)

c)

d)

e) zero

II – Assinale a opção que representa o potencial elétrico no ponto P.

a)

b)

c)

d)

e) zero