E D C B

(1)

5555º Teste de Avaliaçº Teste de Avaliaçº Teste de Avaliação de Físicaº Teste de Avaliação de Físicaão de Físicaão de Física

12º ano, turma E 12º ano, turma E 12º ano, turma E

12º ano, turma E++++JJJJ 3 3 3 de 3 de de de MaiMaiMaiMaio de 2007o de 2007o de 2007o de 2007

GRUPO I

(Versão 1 (Versão 1(Versão 1 (Versão 1))))

Nas quatro questões deste grupo são indicadas cinco hipóteses, A, B, C, D e E, das quais só uma está correcta.

Escreva, na sua folha de prova, a letra correspondente à alternativa que seleccionou.

1. 1. 1.

1. Uma partícula de massa

m

e carga eléctrica

q

entra numa região do espaço onde existe um campo magnético uniforme, de módulo

B

, com velocidade de módulo

v

, perpendicularmente ao campo magnético

B

. Despreze a acção da força gravitacional que actua na partícula.

De acordo com estes dados, seleccione a alternativa que permite construir uma afirmação correcta. O valor do raio da trajectória da partícula naquela região do espaço é:

(A) (A) (A)

(A) directamente proporcional ao produto

v

B

. (B)

(B) (B)

(B) directamente proporcional a

v

e inversamente proporcional a

B

. (C)

(C) (C)

(C) directamente proporcional a

v

e independente de

B

. (D)

(D) (D)

(D) independente de

v

e directamente proporcional a

B

. (E)

(E) (E)

(E) inversamente proporcional ao produto

v

B

.

2. 2. 2.

2. No esquema da figura ao lado todas as resistências são iguais a

R

. O valor da resistência equivalente entre os pontos A e B é igual a:

(A) (A) (A) (A)

5 R

(B) (B) (B) (B)

5

6 R

(C) (C) (C) (C)

R

6

5

(D) (D) (D) (D)

R

5

1

(E) (E) (E) (E)

2

5 R

(2)

resistência, C um condensador e S um interruptor. No instante em que se fecha o interruptor o condensador encontra-se totalmente descarregado.

Esta experiência foi realizada com resistências de diversos valores, tendo sido registados os gráficos da tensão aos terminais do condensador em função do tempo (em todas as experiências foi utilizado sempre o mesmo gerador).

Representaram-se os gráficos da diferença de potencial entre os terminais do condensador em função do tempo, após se ter fechado o interruptor para os diferentes valores de

R

utilizados (todos os gráficos estão representados na mesma escala).

Qual é o gráfico que corresponde à utilização da resistência de valor mais elevado?

S

C

R

G

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 5 10 15 20 25 30 35 40

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 5 10 15 20 25 30 35 40

2 3 4 5 6 7 8 9

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 5 10 15 20 25 30 35 40 0

1 2 3 4 5 6 7 8

0 5 10 15 20 25 30 35 40

A

E

D

C

(3)

4. 4. 4.

4. Na figura estão representados três pontos L, M e N, do campo eléctrico criado por uma carga eléctrica pontual e estacionária,

q

_C, assim como duas linhas de campo e parte de duas linhas equipotenciais desse campo.

Uma carga de prova,

q

, positiva abandonada em N, desloca-se por acção do campo.

Atendendo às condições dadas, seleccione a alternativa que permite construir uma afirmação correcta.

Durante o deslocamento da carga de prova, … (A)

(A) (A)

(A) … a força eléctrica que nela actua mantém-se constante e orientada de N para L.

(B) (B) (B)

(B) … a força eléctrica que nela actua realiza um trabalho positivo quando se desloca de N para L. (C)

(C) (C)

(C) … a energia potencial eléctrica do sistema

constituído pelas duas cargas mantém-se constante quando a carga de prova se desloca de N para L. (D)

(D) (D)

(D) … a energia cinética da carga

q

diminui quando esta se desloca de N para L. (E)

(E) (E)

(E) … a força eléctrica que nela actua diminui, embora se mantenha orientada de N para L.

GRUPO II

1. Observe o circuito da figura ao lado e calcule:

1.1. 1.1.1.1.

1.1. a intensidade da corrente eléctrica que atravessa a resistência de

15 Ω

;

1.2. 1.2.1.2.

1.2. a diferença de potencial

V

_A

−

V

_B;

1.3. 1.3.1.3.

1.3. a potência útil fornecida pelo gerador de

V

60

.

2. Um condensador plano de 200 nF está ligado a uma bateria de 15 V.

2.1. 2.1.2.1.

2.1. Com que carga fica cada armadura?

2.2. 2.2.2.2.

2.2. Que energia fica armazenada no condensador?

2.3. 2.3.2.3.

2.3. Com os terminais do condensador ligados à bateria, afastam-se as placas para o triplo da distância inicial. O que acontece à capacidade do condensador, à tensão entre as placas, à carga das armaduras e à energia armazenada?

15 V

3 Ω

10 Ω

15 Ω

60 V

2 Ω

(4)

3. Um feixe de electrões entra, com velocidade 0, numa região do espaço onde existe um campo magnético,

B

, e um campo eléctrico,

E

, uniformes.

Considere desprezável a acção da força gravítica relativamente à acção das forças eléctrica e magnética. O feixe de electrões atravessa essa região com movimento rectilíneo e uniforme.

Dados:

_B

=

4 ,

0 ×

10

−2

T

_;

_E

=

₇

_,

₅

×

₁₀

4

_V

_m

-1_;

carga do electrão

_q

=

−

1 ,

6 ×

10

−19

C

_{; massa do electrão}

₉

_,

₁₁

₁₀

31

_kg

é

−

×

=

m

3.1. 3.1. 3.1.

3.1.De entre os esquemas, I, II, III e IV, escolha aquele que corresponde à situação descrita no enunciado.

3.2. 3.2. 3.2.

3.2.Tendo em conta o esquema escolhido represente o diagrama de forças que actuam sobre um electrão do feixe e faça a respectiva legenda. Tenha em atenção o tamanho relativo dos vectores.

3.3. 3.3. 3.3.

3.3.Calcule a intensidade de cada uma das forças que representou na alínea anterior.

3.4. 3.4. 3.4.

3.4.Determine o módulo da velocidade

v

0 de cada electrão.

3.5. 3.5. 3.5.

3.5.Admita que, posteriormente, o campo eléctrico foi suprimido passando a actuar apenas o campo magnético. Diga quais são as características do movimento do electrão (indique o raio da trajectória descrita e o sentido do movimento).

4. Um protão, partindo do repouso, desloca-se paralelamente às linhas de um campo eléctrico criado por um sistema de duas placas paralelas distanciadas de 2,0 cm e cuja d.d.p. é de 500 V.

Dados: Dados:Dados:

Dados: massa do protão = P

1 ,

67

10

27

kg

−

×

=

m

; carga do protão =

e

=

1 ,

6 ×

10

−19

C

4.1. 4.1. 4.1.

4.1.Qual o módulo do campo eléctrico existente entre as placas?

4.2. 4.2. 4.2.

4.2.Qual a variação de energia potencial eléctrica do protão depois de ser ter deslocado de 2,0 cm 0

v

E

B

Esquema

I

0

v

E

B

Esquema

II

0

v

E

B

Esquema

III

0

v

E

B

Esquema

IV

y

(5)

5. Um fio rectilíneo está imerso num campo magnético uniforme e horizontal de 0,3 T que tem o sentido Norte-Sul, também no plano horizontal. O fio de 120 cm de comprimento é percorrido por uma corrente eléctrica de 4,0 A, no sentido sudeste de também está colocado num plano horizontal.

5.1. 5.1. 5.1.

5.1.Caracterize a força magnética exercida sobre o fio.

5.2. 5.2. 5.2.

5.2.Qual deveria ser a direcção do fio, em relação ao campo magnético, para que a força exercida sobre ele fosse nula?

GRUPO III

1. Um grupo de alunos efectuou a montagem experimental indicada na figura para determinar as características de uma pilha e de um pequeno motor de corrente contínua. Os dados recolhidos foram organizados em duas tabelas aqui reproduzidas: tabelas A e B.

1.1. 1.1.1.1.

1.1.Indica qual das tabelas corresponde à pilha e qual corresponde ao motor? Justifica.

1.2. 1.2.1.2.

1.2.Determina os valores mais prováveis da força contra-electromotriz e da resistência interna do motor, com base na interpretação do gráfico

U

(

I

)

.

Tabela A Tabela B

IIII (mA) UUUU (V) IIII (mA) UUUU (V)

7,3 4,42 7,3 1,25

18,6 4,14 18,6 1,38

28,4 3,78 28,4 1,49

68,9 2,97 68,9 1,98

M

A

R

G

V1

V2