| Eletrodinâmica
Exercícios |
1.Durante os
4,0 min em que uma corrente de 5,0 A atravessa
um fio, (a) quantos coulombs e (b) quantos
elétrons passam por uma seção reta do fio?
2.Uma esfera condutora tem 1,0 cm de raio. Um
fio leva até a esfera uma corrente de 1,000 002
0 A. Outro fio retira da esfera uma corrente de
1,000 000 0 A. Quanto tempo é necessário para
que o potencial da esfera aumente de 1000 V?
3.Uma correia de 50 cm de largura está se
movendo a 30 m/s entre uma fonte de cargas e uma
esfera. A correia transporta as cargas para a
esfera a uma taxa que corresponde a 100 μA.
Determine a densidade superficial de cargas da
correia.
4.Um feixe de partículas contém 2,0 X 108
íons positivos duplamente carregados por
centímetro cúbico, todos se movendo para o norte
com uma velocidade de 1,0 X 105 m/s.
Determine (a) o módulo e (b) a direção da
densidade de corrente J. (c) Que grandeza
adicional é necessária para calcular a corrente
total i associada a esse feixe de íons?
5.Uma corrente pequena, porém mensurável, de 1,2
X 1010A atravessa um fio de cobre de
2,5 mm de diâmetro. O número de portadores de
carga por unidade de volume é 8,49 X 1028
m-3. Supondo que a corrente é
uniforme, calcule (a) a densidade de corrente e
(b) a velocidade de deriva dos elétrons.
6.Um ser humano pode morrer se uma corrente
elétrica da ordem de 50 mA passar perto do
coração. Um eletricista trabalhando com as mãos
suadas, o que reduz consideravelmente a
resistência da pele, segura dois fios
desencapados, um em cada mão. Se a resistência
do corpo do eletricista é 2000 Ω, qual é a menor
diferença de potencial entre os fios capaz de
produzir um choque mortal?
7.Uma bobina é formada por 250 espiras de fio
isolado de cobre calibre 16 (diâmetro: 1,3 mm)
enroladas em uma única camada em uma forma
cilíndrica de 12 cm de raio. Qual é a
resistência da bobina? Despreze a espessura do
isolamento.
8.Um fio de Nichrome (uma liga de níquel, cromo
e ferro muito usada em elementos de aquecimento)
tem 1,0 m de comprimento e 1,0 mm2 de seção reta
e conduz uma corrente de 4,0 A quando uma
diferença de potencial de 2,0 V é aplicada a
suas extremidades. Calcule a condutividade
s
do Nichrome.
9.Um fio de 4,00 m de comprimento e 6,00 mm de
diâmetro tem uma resistência de 15,0 mΩ. Uma
diferença de potencial de 23,0 V é aplicada às
extremidades do fio. (a) Qual é a corrente no
fio? (b) Qual é o módulo da densidade de
corrente? (c) Calcule a resistividade do
material do fio. (d) Identifique o material
10.Um fio elétrico tem 1,0 mm de diâmetro, 2,0 m
de comprimento e uma resistência de 50 mΩ. Qual
é a resistividade do material do fio?
11. Um fio tem uma resistência R. Qual é a
resistência de um segundo fio, feito do mesmo
material, com metade do comprimento e metade do
diâmetro?
12.Uma máquina de cachorro-quente funciona
aplicando uma diferença de potencial de 120 V às
extremidades de uma salsicha e cozinhando-a com
a energia térmica produzida. A corrente é 10,0 A
e a energia necessária para cozinhar uma
salsicha é 60,0 kJ. Se a potência dissipada
permanece a mesma, quanto tempo é necessário
para cozinhar três salsichas simultaneamente?
13.Um resistor dissipa uma potência de 100 W
quando a corrente é 3,00 A. Qual é a
resistência?
14.Uma diferença de potencial de 120 V é
aplicada a um aquecedor de ambiente cuja
resistência de operação é 14Ω. (a) Qual é a taxa
de conversão de energia elétrica em energia
térmica? (b) Qual é o custo de 5,0 h de uso do
aquecedor se o preço da eletricidade é R$
0,76/kW · h?
15. Na Fig abaixo, uma bateria com uma diferença
de potencial V = 12 V está ligada a um fio
resistivo de resistência R = 6,0
Ω.
Quando um elétron percorre o fio de um extremo a
outro, (a) em que sentido o elétron se move? (b)
Qual é o trabalho realizado pelo campo elétrico
do fio sobre o elétron? (c) Qual é a energia
transformada pelo elétron em energia térmica do
fio?
Figura: Problema
15.
16.Quando um resistor de valor desconhecido é
ligado aos terminais de uma bateria de 3,00 V, a
potência dissipada é 0,540 W. Quando o mesmo
resistor é ligado aos terminais de uma bateria
de 1,50 V, qual é a potência dissipada?
17.Quando um resistor de valor desconhecido é
ligado aos terminais de uma bateria de 3,00 V, a
potência dissipada é 0,540 W. Quando o mesmo
resistor é ligado aos terminais de uma bateria
de 1,50 V, qual é a potência dissipada?
18.Um estudante manteve um rádio de 9,0 V, 7,0 W
ligado no volume máximo das 21 horas às 2 horas
da madrugada. Qual foi a carga que atravessou o
rádio?
19.Um aquecedor de ambiente de 1250 W foi
projetado para funcionar com 115 V. (a) Qual é a
corrente consumida pelo aparelho? (b) Qual é a
resistência do elemento de aquecimento? (c) Qual
é a energia térmica produzida pelo aparelho em
1,0 h?
20.Um elemento de aquecimento feito de Nichrome,
com uma seção reta de 2,60 X 10- 6, é
submetido a uma diferença de potencial de 75,0
V. O fio de Nichrome tem uma resistividade de
5,00 X 10-1
Ω
· m. (a) Se o fio dissipa 5000 W, qual é o
comprimento do fio? (b) Qual deve ser o
comprimento do fio para que a mesma dissipação
seja obtida com uma tensão de 100 V?
