ESCOLA ESTADUAL “JOÃO XXIII”
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• Primeira Lei de Ohm
1) A intensidade de corrente é o fator mais relevante nas sensações e consequências do choque elétrico. Estudos cuidadosos desses fenômenos permitiram chegar aos seguintes valores aproximados:
- uma corrente de 1 mA (1 mA = 10-3 A) provoca apenas uma sensação de “formigamento”;
- correntes de 10 mA a 20 mA já causam sensações dolorosas;
- correntes superiores a 20 mA e inferiores a 100 mA causam, em geral, grandes dificuldades respiratórias;
- correntes superiores a 100 mA são extremamente perigosas, podendo causar a morte da pessoa, por provocar contrações rápidas e irregulares do coração (esse fenômeno é denominado fibrilação cardíaca);
- correntes superiores a 200 mA não causam fibrilação, porém dão origem a graves queimaduras e conduzem à parada cardíaca. Baseado nas informações acima, responda à situação abaixo.
A resistência elétrica do corpo humano pode variar entre, aproximadamente, 100000 Ω, para a pele seca, e cerca de 1000 Ω, para a pele molhada. Assim, se uma pessoa com a pele molhada tocar os dois polos de uma tomada de 120 V, poderá vir a falecer em virtude de fibrilação cardíaca? Justifique.
2) A resistência elétrica do corpo de um certa pessoa é de 1,0 MΩ. Se esta pessoa, estando descalça sobre uma superfície condutora, descuidadamente, encostar a mão num fio desencapado, com um potencial elétrico de 120 V em relação à superfície e, em função disso, levar um choque, a intensidade da corrente elétrica que atravessará o seu corpo será de (A) 0,12 mA.
(B) 120 mA. (C) 0,12 A. (D) 120 A. (E) 120 mA.
3) Um condutor X tem como curva característica a que é mostrada abaixo. Calcule sua resistência aparente quando é percorrido pela corrente 10 mA.
4) Os choques elétricos produzidos no corpo humano podem provocar efeitos que vão desde uma simples dor ou contração muscular até paralisia respiratória ou fibrilação ventricular. Tais efeitos dependem de fatores como a intensidade da corrente elétrica, duração, resistência da porção do corpo envolvida. Suponha, por exemplo, um choque produzido por uma corrente de apenas 4 mA e que a resistência da porção do corpo envolvida seja de 3000 Ω. Então é correto afirmar que o choque elétrico pode ter ocorrido devido ao contato com
(A) uma pilha grande de 1,5 V.
(B) os contatos de uma lanterna contendo uma pilha grande de 6,0 V.
(C) os contatos de uma bateria de automóvel de 12 V.
(D) uma descarga elétrica produzida por um raio num dia de chuva.
(E) os contatos de uma tomada de rede elétrica de 120 V.
5) A intensidade da corrente elétrica em um resistor vale 2,5 mA, quando ele é submetido a uma ddp de 1,5 Volt. Nessas condições, a sua resistência, em Ohms, vale
(A) 0,6. (B) 6,0. (C) 6,0.101. (D) 6,0.10². (E) 6,0.10³. Educando para a Modernidade desde 1967
NATUREZA DA ATIVIDADE: EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO -ELETRODINÂMICA DISCIPLINA:FÍSICA
ASSUNTO:ESTUDO DOS RESISTORES –LEIS DE OHM PROFESSORA:MARILENE MARIA DE CARVALHO
6) No gráfico, U é ddp aplicada a dois resistores (A e B) e I é a corrente elétrica que os atravessa.
(A) Estes resistores são ôhmicos? Explique. (B) Qual o valor da resistência do resistor A? (C) Qual o valor da resistência do resistor B? 7) Um pássaro pousa em um dos fios de uma linha de transmissão de energia elétrica. O fio conduz uma corrente elétrica i = 1000 A e sua resistência, por unidade de comprimento, é de 5,0.10-5 Ω/m. A distância que separa os pés do pássaro, ao longo do fio, é de 6,0 cm. A diferença de potencial, em milivolts (mV), entre os seus pés é (A) 1,0. (B) 2,0. (C) 3,0. (D) 4,0. (E) 5,0.
8) Variando-se a ddp aplicada a um condutor e medindo-se as intensidades de corrente elétrica, obtém-se os resultados mostrados na tabela.
(A) Verifique se o condutor é linear.
(B) Esboce o gráfico de sua resistência elétrica em função da intensidade de corrente elétrica i. Considere que a resistência elétrica do condutor é de 40 Ω, quando i = 0.
9) Um resistor ôhmico é percorrido por uma corrente elétrica de 5,0 A, quando submetido a uma ddp de 100 V. Determine
(A) a resistência elétrica do resistor.
(B) a corrente que atravessa este resistor quando submetido a uma ddp de 250 V.
(C) a ddp que deve ser aplicada neste resistor para que a corrente que o percorre tenha intensidade de 2,0 A.
10) O físico alemão Georg Simon Ohm (1787-1854) constatou que a intensidade da corrente elétrica i que percorre um fio condutor é diretamente proporcional à ddp U que a ocasionou, ou seja, U = R.i, onde esta constante de proporcionalidade R é chamada de resistência elétrica do condutor. Entretanto, para vários condutores, a resistência varia com a temperatura, como em uma lâmpada de filamento, ou em um gás ionizado. Esses condutores são ditos não lineares ou não ôhmicos. Embora a razão entre a ddp e a intensidade da corrente não seja constante para os condutores não lineares, usa-se, assim mesmo, o termo resistência para essa razão. Para esses materiais, a variação da resistência com a temperatura, dentro de uma larga faixa de temperaturas, é dada por R = R0.[1 + α(T – T0)], onde R é a resistência à temperatura T0, e α o coeficiente de variação térmica da resistência. Uma lâmpada de filamento é constituída de um bulbo de vidro, no interior do qual existe vácuo ou gás inerte, e de um fio fino, quase sempre de tungstênio, que se aquece ao ser percorrido por uma corrente elétrica. A lâmpada de uma lanterna alimentada por uma bateria de 3 V tem um filamento de tungstênio ( α = 4,5.10-3 ºC-1), cuja resistência à temperatura ambiente (20ºC) é de 1,0 Ω.
Se quando acesa, a corrente for de 0,3 A, a temperatura do filamento será
(A) 1500 ºC. (B) 2020 ºC. (C) 2293 ºC. (D) 5400 ºC. (E) 6465 ºC.
11) Uma lâmpada fluorescente contém em seu interior um gás que se ioniza após a aplicação de alta tensão entre seus terminais. Após a ionização, uma corrente elétrica é estabelecida e os íons negativos deslocam-se com uma taxa de 1,0 x 1018 íons / segundo para o polo A. Os íons positivos deslocam-se, com a mesma taxa, para o polo B.
Sabendo-se que a carga de cada íon positivo é de 1,6 x 10-19 C, calcule a corrente elétrica na lâmpada, em mA.
12) Os gráficos mostram o comportamento da
corrente em dois resistores, R1 e R2, em função da tensão aplicada.
Considerando os dados do gráfico, é CORRETO afirmar que
(A) O resistor R1 tem a maior resistência elétrica. (B) Os dois resistores são ôhmicos.
(C) Apenas o resistor R1 é ôhmico.
(D) Quando a tensão aplicada for de 4 V, a corrente em R1 valerá 0,40 A.
(E) Quando a tensão aplicada for de 8 V, a corrente em R2 valerá 0,40 A.
13) Os passarinhos, mesmo pousando sobre fios condutores desencapados de alta tensão, não estão sujeitos a choques elétricos que possam causar-lhes algum dano.
Qual das alternativas a seguir indica uma explicação correta para o fato?
(A) A resistência elétrica do corpo do pássaro é praticamente nula.
(B) O corpo do passarinho é um bom condutor de corrente elétrica.
(C) A corrente elétrica que circula nos fios de alta tensão é muito baixa.
(D) A diferença de potencial elétrico entre os dois pontos de apoio do pássaro no fio (pontos A e B) é muito elevada.
(E) A diferença de potencial elétrico entre os dois pontos de apoio do pássaro no fio (pontos A e B) é quase nula.
14) Uma lâmpada possui uma resistência elétrica de 27,5 Ω.
(A) que corrente elétrica atravessa essa lâmpada quando submetida a uma ddp de 110 V?
(B) quantos elétrons passam pela lâmpada em 1 s? (Dado: carga do elétron = 1,6.10-19 C)
(C) que carga passará pela lâmpada se ela permanecer ligada por 1 h?
15) Os valores, em ohms, de resistências elétricas de resistores a carvão são indicados nos mesmos por um código de cores, conforme sugere a figura. As cores das faixas 1 e 2 indicam, respectivamente, a dezena e a unidade de um número
que deve ser multiplicado pela potência de dez com expoente dado pela cor da faixa 3. A faixa 4 indica a tolerância, fator relativo à qualidade do resistor. O código usado, de forma parcial, está contido na tabela abaixo da figura.
Quais são as cores que representam, da esquerda para a direita, um resistor de resistência igual a 320000 Ω?
(A) Laranja, vermelho, preto. (B) Vermelho, laranja, preto. (C) Preto, vermelho, laranja. (D) Laranja, vermelho, amarelo. (E) Amarelo, laranja, vermelho.
16) Nos período de estiagem em Brasília, é comum ocorrer o choque elétrico ao se tocar a carroceria de um carro ou a maçaneta de uma porta em um local onde o piso é recoberto por carpete. Centelhas ou faíscas elétricas saltam entre os dedos das pessoas e esses objetos. Uma faísca elétrica ocorre entre dois corpos isolados no ar, separados por uma diferença de potencial elétrico entre eles atinge, em média, 10000 V.
Com o auxílio do texto, é CORRETO afirmar que (A) O choque elétrico é sentido por uma pessoa devido à passagem de corrente elétrica pelo seu corpo.
(B) Os choques elétricos referidos no texto são perigosos porque são provenientes de cargas estáticas que acumulam grande quantidade de energia.
(C) O processo de eletrização por indução é o principal responsável pelo surgimento do fenômeno descrito no texto.
(D) O ar em uma região onde existe um campo elétrico uniforme de intensidade superior a 10000 V/cm é um péssimo condutor de eletricidade. (E) O valor absoluto do potencial elétrico da carroceria de um carro diminui devido ao armazenamento de cargas eletrostáticas.
17) A tabela indica os valores de corrente elétrica e seus respectivos efeitos em seres humanos.
A resistência elétrica de uma pessoa varia de 1000 Ω a 500000 Ω, dependendo das condições (umidade, salinidade, etc) no local de contato elétrico. Considere que uma pessoa com resistência elétrica de 100000 Ω leva um choque em rede elétrica de 120 V. A sensação produzida pela corrente na pessoa é
(A) perceptível, mas indolor. (B) dor sem espasmo.
(C) espasmo sem perda do controle muscular. (D) perda do controle muscular sem ser fatal.
• Segunda Lei de Ohm
18) A resistência elétrica de fios metálicos, condutores, depende de vários fatores dentre os quais a temperatura, o material de que é feito o fio, o seu comprimento, a sua espessura. De dois fios feitos de mesmo material, à mesma temperatura, apresenta maior resistência elétrica o de
(A) maior comprimento e maior área de seção transversal.
(B) menor comprimento e menor área de seção transversal.
(C) menor comprimento e maior área de seção transversal.
(D) maior comprimento e menor área de seção transversal.
19) Um condutor de secção transversal constante e comprimento L tem resistência elétrica. Cortando-se o fio pela metade, sua resistência elétrica será igual a
(A) 2R. (B) R/2. (C) R/4. (D) 4R. (E) R/3. 20) Complete.
(A) Quando a corrente elétrica atravessa um condutor, ocorre a transformação de energia elétrica em energia _____________, devido à colisão dos elétrons ____________ com os átomos do condutor. Esse fenômeno é denominado efeito térmico ou efeito _____________. Em virtude das colisões, os átomos do condutor passam a vibrar mais _________________ e, em consequência, ocorre a ______________ da temperatura
do condutor.
(B) A resistividade dos metais puros aumenta com o aumento da temperatura. Por isso, a resistência elétrica de resistores contituídos de metais puros também ________________ com a temperatura. Com o aquecimento, ocorre um ____________ do estado de vibração das partículas que constituem o condutor e isso dificulta a passagem da corrente elétrica. Por outro lado, o aquecimento provoca um aumento do número de elétros livres, responsáveis pela ___________ _____________. Mas, para os metais puros, o primeiro efeito (aumento do estado de vibração das partículas do condutor) predomina sobre o segundo ( aumento do número de elétrons livres). Existem ligas metálicas para as quais os dois efeitos praticamente compensam. Consequentemente, para tais ligas, a ________________ elétrica praticamente não varia com a temperatura. É o caso da manganina e do constantan, que são ligas de cobre, níquel e manganês, utilizadas para a construção de resistores. Para o grafite, o segundo efeito predomina sobre o primeiro e, portanto, sua resistividade diminui com o aumento da temperatura.
21) Um fio condutor de determinado material tem resistência elétrica igual a 30 Ω. Qual será a resistência elétrica de outro fio de mesmo material com o dobro do comprimento e o triplo da área da seção transversal do primeiro?
22) Sabe-se que a resistência elétrica de um fio cilíndrico é diretamente proporcional ao seu comprimento e inversamente proporcional à área de sua seção transversal.
(A) O que acontece com a resistência do fio quando triplicamos o seu comprimento?
(B) O que acontece com a resistência do fio quando duplicamos o seu raio?
23) Um fio de cobre tem comprimento de 120 m e a área de sua seção transversal é de 0,50 mm². Sabendo que a resistividade do cobre a 0ºC é de 1,72.10-2 Ω.mm²/m, determine a resistência elétrica do fio a 0ºC.
24) Têm-se cinco fios condutores F1, F2, F3, F4 e F5, de mesmo material e à mesma temperatura. Os fios apresentam comprimento e área de seção transversal dados pela tabela:
Sendo R a resistêncial elétrica de F1, é correto afirma que F2, F3, F4 e F5 têm resistências elétricas, respectivamente, (A) 2R; 2R; R/2; R. (B) 2R; R/2; 2R; 4R. (C) 2R; R/2; 2R; R. (D) R/2; 2R; 2R; R. (E) R; 2R; R/2; 4R.
25) Um condutor elétrico tem comprimento L, diâmetro d e resistência elérica R. Se duplicarmos seu comprimento e diâmetro, sua nova resistência elétrica passará a ser
(A) R. (B) 2R. (C) R/2. (D) 4R. (E) R/4.
26) Um fio de chumbo tem resistividade que é oito vezes maior que aquela do alumínio. O fio de chumbo tem um comprimento de 1,0 m e raio de 0,01 m. O fio de alumínio tem comprimento de 3,0 m e raio de 2,0 cm. Qual é a razão entre a resistência do fio de chumbo e a do fio de alumínio?
(A) 1/3. (B) 32/3. (C) 4/3. (D) 8/3.
(E) nenhuma das anteriores.
27) A linha de transmissão que leva energia elétrica da caixa de relógio até uma residência consiste de dois fios de cobre com 10,0 m de comprimento e secção reta com área 4,0 mm² cada um. Considerando que a resistividade elétrica do cobre é ρ = 1,6.10-8 Ω.m, calcule a resistência elétrica de cada fio desse trecho do circuito.
28) A resistência elétrica de um fio é determinada por suas dimensões e pelas propriedades estruturais do material. A condutividade (σσσ) σ caracteriza a estrutura do material, de tal forma que a resistência de um fio pode ser determinada conhecendo-se L, o comprimento do fio e A, a área de seção reta. A tabela relaciona o material a sua respectiva resistividade em temperatura ambiente.
Mantendo-se as mesmas dimensões
geométricas, o fio que apresenta menor resistência elétrica é aquele feito de
(A) tungstênio (B) alumínio. (C) ferro. (D) cobre. (E) prata RESPOSTAS 1) Sim 2) A 3) 2000 ΩΩΩΩ. 4) C 5) D 6) (A) sim (B) 25 ΩΩΩ Ω (C) 5 ΩΩΩΩ 7) C 8) (A) não 9) (A) 20 ΩΩΩΩ (B) 12,5 A (C) 40 V 10) B 11) 320 mA 12) B 13) E 14) (A) 4 A (B) 6,4.10-19 C (C) 14400 C 15) D 16) A 17) A 18) D 19) B 20) 21) 20 ΩΩΩ Ω 22) (A) 3R (B) R/4 23) 4,128 ΩΩΩ Ω 24) C 25) C 26) B 27) 0,04 ΩΩΩΩ 28) E
