ESCOLA ESTADUAL “JOÃO XXIII”
A Escola que a gente quer é a Escola que a gente faz!
1) Para aumentar a capacitância de um capacitor plano, deve-se
(A) substituir o dielétrico por outro, de constante dielétrica menor.
(B) substituir o dielétrico por outro, de constante dielétrica maior.
(C) reduzir a área das placas.
(D) aumentar a distância entre as placas. (E) aumentar a ddp entre as placas.
2) Se dobrarmos a carga acumulada nas placas de um capacitor, a diferença de potencial entre suas placas ficará
(A) multiplicada por quatro. (B) multiplicada por dois. (C) dividida por quatro. (D) dividida por dois.
3) Um capacitor plano está ligado a uma ddp de 120v e possui capacitância de 2.10-12 F. A carga que esse capacitor armazena é igual a
(A) 2,4.10-10 C. (B) 3,6.10-10 C. (C) 4,8.10-10 C. (D) 7,2.10-10 C. (E) 9,6.10-10 C.
4) Considere um capacitor carregado com carga de módulo 4,8.10-10 C. Sendo a ddp 110 V medida entre as suas armaduras, determine a capacitância do capacitor.
5) Um capacitor de 6µ F está ligado a uma bateria de 12V conforme o esquema.
Calculando o valor da carga elétrica armazenada no capacitor, encontramos
(A) 72µC . (B) 72C. (C) 2C. (D) 2.10 6 C.
6) Se no laboratório dispomos somente de capacitores de 2nF, então o número mínimo destes dispositivos que devemos associar para obtermos uma capacitância equivalente de 9nF é
(A) 4 (B) 3 (C) 5 (D) 7 (E) 6
7) Um capacitor de placas planas e paralelas é totalmente carregado utilizando-se uma fonte de 12 volts em três situações diferentes. Na situação A, ele permanece vazio. Em B, um dielétrico preenche metade do volume entre as placas e, em C, o mesmo dielétrico preenche todo o volume entre as placas.
Assim, com relação às cargas acumuladas, é
CORRETO afirmar que
(A) as cargas em A, B e C terão o mesmo valor. (B) A terá a maior carga e C, a menor.
(C) A terá a menor carga e C, a maior. (D) B terá a maior carga e A, a menor. (E) B terá a menor carga e C, a maior.
8) Quando dois capacitores, de capacitância C1 e C2, são ligados a uma bateria, como mostrado na figura a seguir, adquirem cargas Q1 e Q2, respectivamente.
Sabendo que C1>C2, assinale a alternativa
CORRETA. (A) Q1 > Q2 (B) Q1 = 2 Q2 (C) Q1 > Q2 (D) Q1 < 2 Q2 Educando para a Modernidade desde 1967
NATUREZA DA ATIVIDADE: EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO -ELETRODINÂMICA
DISCIPLINA:FÍSICA
ASSUNTO:CAPACITORES
PROFESSORA:MARILENE MARIA DE CARVALHO
9) Três capacitores idênticos, quando devidamente associados, podem apresentar uma capacitância equivalente máxima de 18 µF. A menor capacitância equivalente que podemos obter com esses mesmos capacitores é de, em µF (A) 8 (B) 6 (C) 4 (D) 2 (E) 1
10) Um capacitor de placas paralelas, entre as quais existe vácuo, está ligado a uma fonte de tensão. Ao se introduzir um dielétrico entre as placas
(A) a carga armazenada nas placas aumenta. (B) o campo elétrico na região entre as placas aumenta.
(C) a diferença de potencial entre as placas aumenta.
(D) a capacitância diminui.
(E) a energia armazenada no capacitor diminui.
11) Admita que dois capacitores, um de 3 µF e outro de 6 µF, sejam conectados em série e carregados sob uma diferença de potencial de 120 V. A diferença de potencial, em volts, através do capacitor de 3 µF, é
(A) 40 V (B) 50 V (C) 80 V (D) 180 V
12) Uma esfera metálica oca (A) e outra maciça (B) tem diâmetros iguais. A capacidade elétrica de A, no mesmo meio que B,
(A) depende da natureza do metal de que é feita. (B) depende de sua espessura.
(C) é igual à de B. (D) é maior que a de B. (E) é menor que a de B.
13) Uma esfera condutora de raio 9,0 cm que se encontra no vácuo (k = 9.109 N.m²/C²) é eletrizada e adquire um potencial de 100 V. Com a mesma carga elétrica dessa esfera, um condensador plano de 1,0 nF criaria entre suas placas, distanciadas de 1,0 mm, um campo elétrico uniforme de intensidade
(A) 1.10-4 V/m. (B) 1.10-1 V/m. (C) 1.102 V/m. (D) 1.103 V/m. (E) 1.105 V/m.
14) Leia atentamente o texto abaixo, que fala sobre um tipo de memória de computador.
“Num chip de memória DRAM, cada bit é formado pelo conjunto de um transístor e um capacitor. O transistor controla a passagem da corrente elétrica, enquanto o capacitor a armazena por um curto período. Quando o capacitor contém um impulso elétrico, temos um bit 1 e quando ele está descarregado, temos um bit 0.
Quando falo em "capacitor", tenha em mente que não estamos falando em nada similar aos capacitores eletrolíticos da placa-mãe. Os "capacitores" usados nos chips de memória são extremamente pequenos e simples, basicamente dois pequenos blocos de metal ligados ao transistor, que conservam o impulso elétrico por apenas uma fração de segundo.”
Site Guia do Hardware, http://www.guiadohardware.net/termos/memoria-ram , 18/05/09.
Com relação à utilização do capacitor no texto citado acima, é CORRETO afirmar corretamente que finalidade de sua utilização pode ser melhor explicada como
(A) armazenar energia.
(B) Fazer sintonização de radiofrequência. (C) escrever informação digital.
(D) fazer a correção da reatância indutiva.
15) Um capacitor a ar é carregado com uma fonte de 12,0 V e adquire uma carga de 5,0 mC. A seguir, a fonte é desligada
e um dielétrico de permissividade desconhecida é colocado entre as placas do capacitor.
É CORRETO afirmar que
(A) a capacitância e a energia acumulada não mudam.
(B) a capacitância e a energia acumulada aumentam.
(C) a capacitância e a energia acumulada diminuem.
(D) a capacitância aumenta e a energia acumulada diminui.
(E) a capacitância diminui e a energia acumulada aumenta.
16) Um capacitor de 20 µF, com ar entre as suas placas está ligado a uma fonte de 80 V e em seguida é desligado. Assinale a alternativa que corresponde às cargas nas placas do capacitor. (A) 1,6.10-3 C
(B) 1,6.10-2 C (C) 2,0.10-3 C (D) 1,2.10-3 C
17) Um capacitor é feito de duas placas condutoras, planas e paralelas, separadas pela distância de 0,5 mm e com ar entre elas. A diferença de potencial entre as placas é de 200 V. Substituindo-se o ar contido entre as placas por uma placa de vidro, de constante dielétrica cinco vezes maior do que o do ar, e permanecendo constante a carga das placas, qual será a diferença de potencial nessa nova situação?
(A) 8 V. (B) 40 V. (C) 1.000 V. (D) 25.000 V.
18) Um capacitor ideal de placas planas paralelas é carregado mediante a aplicação de uma d.d.p. entre suas placas. A distância entre as placas é então duplicada, mantendo-se a mesma d.d.p. entre elas. Nessa nova situação, a carga nas placas _________ e a energia eletrostática armazenada no capacitor __________.
Preencher CORRETAMENTE as lacunas, na sequência em que aparecem na frase acima. (A) dobra - reduz-se à metade
(B) não se altera - dobra
(C) reduz-se à metade - reduz-se à metade (D) dobra - dobra
19) A capacitância de placas planas e paralelas é C = ε0A/d, onde ε0 é a permissividade elétrica do vácuo, A é a área das placas e d é a distância entre as placas. Uma chapa plana condutora, isolada e de espessura desprezível foi introduzida bem no meio entre as placas do capacitor, como mostra a figura.
A nova capacitância vale (A) C/3.
(B) C. (C) 2 C. (D) C/2. (E) 3 C.
20) A energia armazenada pela associação de 3 capacitores de mesmo valor nominal, mostrada a seguir, é 0,1J. A capacitância de cada capacitor é
(A) 10 µF (B) 15 µF (C) 20 µF (D) 25 µF (E) 30 µF
21) Um capacitor é feito de duas placas condutoras, planas e paralelas, separadas pela distância de 0,3 mm e com ar entre elas. A diferença de potencial entre as placas é de 200 V.
(A) Substituindo-se o ar contido entre as placas por uma placa de vidro, de constante dielétrica 5 vezes maior do que a do ar, e permanecendo constante a carga das placas, qual será a diferença de potencial nessa nova situação? (B) Sabendo-se que o máximo campo elétrico que pode existir no ar seco sem produzir descarga é de 0,8 x 106 volt/metro, determine a diferença de potencial máxima que o capacitor pode suportar, quando há ar seco entre as placas.
22) considere um capacitor composto por duas placas condutoras paralelas que está sujeito a uma diferença de potencial de 100V, representado na figura a seguir:
Preencha os campos com V (verdadeiro) ou F (falso).
( ) o potencial elétrico na placa A é maior que na placa B.
( ) entre as placas há um campo elétrico cujo sentido vai da placa B para a placa A. ( ) se a capacitância deste capacitor for igual a 1,00 µF, a carga elétrica em cada placa terá módulo igual a 10,0 µC.
( ) um elétron que estiver localizado entre as placas, será acelerado em direção à placa A. ( ) se a distância entre as placas for reduzida à metade, a capacitância do capacitor irá duplicar. ( ) este capacitor pode ser usado como um elemento para armazenar energia.
23) O capacitor é o elemento do circuito eletrônico que tem a função de acumular cargas elétricas. Um técnico precisa de um capacitor de 2,5 µF, mas só dispõe de capacitores de 1 µF. Uma associação para que ele consiga esse valor terá, no mínimo, um número de capacitores igual a (A) um. (B) dois. (C) três. (D) quatro. (E) cinco.
24) O circuito a seguir representa uma bateria de 12V e três capacitores de capacitâncias C1 =40 μ F e C2‚=C3=20μ F.
A carga elétrica armazenada no capacitor de 40 µF e a diferença de potencial nos terminais de um dos capacitores de 20 µF são, respectivamente, (A) 4,8.10-4 C e 6,0 V. (B) 4,8.10-4 C e 3,0 V. (C) 2,4.10-4 C e 6,0 V. (D) 2,4.10-4 C e 3,0 V. (E) 1,2.10-4 C e 12,0 V.
25) A figura representa o processo de descarga de um capacitor como função do tempo.
No tempo t = 0, a diferença de potencial entre as placas do capacitor era Vo = 12 volts. No instante de tempo t1, assinalado no gráfico, a diferença de potencial, em volts, entre as placas do capacitor é (A) 1,5 (B) 3,0 (C) 4,5 (D) 6,0 (E) 7,5
26) Suponha que se tenha um capacitor com placas planas e paralelas, de capacitância C1 e com o vácuo entre as placas. Se colocarmos um dielétrico de constante dielétrica com valor 12 entre as placas e aumentarmos a área de cada placa de 100%, e, ao mesmo tempo, diminuir-se de 20% a distância entre as placas, o capacitor adquire a capacitância C2.
A partir desses dados, assinale a alternativa
CORRETA.
(A) C2 = 26 C1 (B) C2 = 32 C1 (C) C2 = 12 C1 (D) C2 = 30 C1
27) Um raio entre uma nuvem e o solo ocorre devido ao acúmulo de carga elétrica na base da nuvem, induzindo uma carga de sinal contrário na região do solo abaixo da nuvem. A base da nuvem está a uma altura de 2 km e sua área é de 200 km2. Considere uma área idêntica no solo abaixo da nuvem. A descarga elétrica de um único raio ocorre em 10" s e apresenta uma corrente de 50 kA. Considerando e0 = 9 × 10-12 F/m, responda.
(A) Qual é a carga armazenada na base da nuvem no instante anterior ao raio?
(B) Qual é a capacitância do sistema nuvem-solo nesse instante?
(C) Qual é a diferença de potencial entre a nuvem e o solo imediatamente antes do raio?
28) A figura mostra um dial para sintonizar as estações em um rádio. Esse dispositivo, juntamente com uma bobina de indutância fixa, forma o circuito
sintonizador do rádio.
O dial é constituído por dois conjuntos de placas metálicas (na forma de meios discos). Um conjunto é fixo e é submetido a um potencial elétrico VA, enquanto o outro pode girar em torno de um eixo mantido em um potencial VB. Qual a alternativa caracteriza esse conjunto de placas?
(A) Capacitores planos de capacitâncias variáveis associados em paralelo.
(B) Capacitores planos de capacitâncias constantes associados em paralelo.
(C) Capacitores planos de capacitâncias variáveis associados em série.
(D) Capacitores planos de capacitâncias constantes associados em série.
(E) Capacitores planos de capacitâncias variáveis associados de forma mista.
29) Um capacitor plano e de placas paralelas possui uma diferença de potencial (ddp) entre as placas igual a V e armazena uma quantidade de carga Q0. Se dobrarmos a área das placas e reduzirmos pela metade a distância entre elas, mantendo constante a ddp, é CORRETO afirmar que a carga Q armazenada será
(A) 4 Q0. (B) 2 Q0. (C) 3 Q0. (D) Q0.
30) Atualmente, existem inúmeras opções de celulares com telas sensíveis ao toque (touchscreen) .Para decidir qual escolher, é bom conhecer as diferenças entre os principais tipos de telas sensíveis ao toque existentes no mercado. Existem dois sistemas básicos usado para reconhecer o toque de uma pessoa:
- O primeiro sistema consiste de um painel de vidro normal, recoberto por duas camadas afastadas por espaçadores. Uma camada resistente a riscos é colocada por cima de todo o conjunto. Uma corrente elétrica passa através das duas camadas enquanto a tela está operacional. Quando um usuário toca a tela, as duas camadas fazem contato exatamente naquele ponto. A mudança no campo elétrico é percebida, e as coordenadas do ponto de contato são calculadas pelo computador.
- No segundo sistema, uma camada que armazena carga elétrica é colocada no painel de vidro do monitor. Quando um usuário toca o monitor com seu dedo, parte da carga elétrica é transferida para o usuário, de modo que a carga na camada que a armazena diminui. Esta redução é medida nos circuitos localizados em cada canto do monitor. Considerando as diferenças relativas de carga em cada canto, o computador calcula exatamente onde ocorreu o toque.
Disponível em: http://www.eletronicos.hsw.uol.com.br.
Acesso em: 18 set. 2010 (adaptado).
O elemento de armazenamento de carga análogo ao exposto no segundo sistema e a aplicação correspondente são, respectivamente,
(A) receptores — televisor.
(B) resistores — chuveiro elétrico. (C) geradores – telefone celular
(D) fusíveis – caixa de força residencial
(E) capacitores — flash de máquina fotográfica
31) No circuito da figura abaixo, assinale o item que corresponde à carga elétrica e à energia potencial elétrica armazenada no capacitor.
(A) 180 µC e 10000 µJ. (B) 200 µC e 12000 µJ. (C) 200 µC e 11000 µJ. (D) 200 µC e 10000 µJ.
32) Rigidez dielétrica de um meio isolante é o valor máximo do campo elétrico a que o meio pode ser submetido, sem se tornar um condutor.
Durante tempestades, um tipo comum de descarga elétrica acontece quando cargas negativas se concentram na parte mais baixa de uma nuvem, induzindo cargas positivas na região do solo abaixo dessa nuvem. A quantidade de carga na nuvem vai aumentando até que a rigidez dielétrica do ar é alcançada. Nesse momento, ocorre a descarga elétrica. Considere que o campo elétrico entre a nuvem e o solo é uniforme.
Para a solução desta questão, utilize estes dados, que são típicos de descargas elétricas na atmosfera:
Com base nessas informações,
(A) DETERMINE a diferença de potencial elétrico estabelecida entre a nuvem e o solo ao se iniciar a descarga.
(B) CALCULE a quantidade de carga elétrica que é transferida, da nuvem para o solo, na descarga. (C) Recomenda-se que, para se protegerem de descargas elétricas durante uma tempestade, motoristas e passageiros devem permanecer no interior do veículo. EXPLIQUE por que essa recomendação é pertinente.
33) Considere a associção de capacitores, conforme mostrado na figura.
Os capacitores têm capacitância de C1 = C2 = C3 = 6 µF alimentados por uma bateria de 12 V.
A carga nos capacitores é
(A) Q1 = 36 µC, Q2 = 72 µC e Q3 = 36 µC. (B) Q1 = 36 µC, Q2 = 36 µC e Q3 = 36 µC. (C) Q1 = 72 µC, Q2 = 36 µC e Q3 = 36 µC. (D) Q1 = 36 µC, Q2 = 36 µC e Q3 = 72 µC. (E) Q1 = 72 µC, Q2 = 36 µC e Q3 = 18 µC.
34) A disritmia é um problema cardíaco que pode ser tratado com o uso de marcapasso. Esse dispositivo é constituído por uma pilha elétrica P, um capacitor C, uma resistência elétrica R, que é o próprio coração, e uma chave seletora S, que ora está na posição 1, ora na posição 2.
Quando a chave seletora está na posição 1, o capacitor é
(A) carregado, enquanto na posição 2 o capacitor é descarregado, com o coração recebendo um estímulo elétrico.
(B) descarregado, com o coração recebendo um estímulo elétrico, enquanto na posição 2 o capacitor é carregado.
(C) carregado, com o coração recebendo um estímulo elétrico, enquanto na posição 2 o capacitor é descarregado.
(D) descarregado, enquanto na posição 2 o capacitor é carregado, com o coração recebendo um estímulo elétrico.
(E) descarregado, assim como ocorre na posição 2, com o coração recebendo ininterruptamente um estímulo elétrico.
35) Pretende-se consertar uma máquina fotográfica, cujo flasch não funciona. Sabendo que o flasch, ao ser acionado, conecta um capacitor, inicialmente carregado com ddp de 300 V, à lâmpada do flash durante 1 ms. Deseja-se testar a lâmpada do flash, mas dispomos apenas de capacitores de 200 µF, que suportam no máximo uma ddp de 150 V. Portante, devemos usar uma associação de capacitores para alimentar a lâmpada.
(A) Desenhe um circuito, contendo uma associação com o menor número de capacitores disponíveis, capaz de testar a lâmpada do flash, indicando a ligação da lâmpada ao circuito. (B) Calcule a energia armazenada na associação de capacitores do item A.
(C) Calcule a potência da luz emitida, considerando que toda a energia da associação de capacitores é convertida em luz.
36) A figura à esquerda ilustra um capacitor eletrolítico do tipo bastante utilizado em dispositivos elétricos em geral, tais como placas mães (figura à direita) e placas de vídeo de computadores. A sua função é essencialmente armazenar pequenas quantidades de energia, de modo a absorver variações na corrente elétrica, protegendo os demais componentes eletrônicos do circuito ligados a ele. Qual a quantidade de energia elétrica armazenada por um capacitor eletrolítico de capacitância 100 µF = 10-4 F, submetido a uma tensão de 60 V entre os seus terminais? (A) 0,09 J. (B) 0,18 J. (C) 0,27 J. (D) 0,36 J. (E) 0,42 J.
37) A figura ilustra um cubo de madeira parcialmente submerso em um líquido de densidade µ. Sua face superior está coberta por uma placa metálica quadrada P1. Uma placa idêntica P2, fixada em um suporte, forma com a primeira um capacitor de placas paralelas.
As placas estão carregadas com uma carga Q, havendo entre elas uma capacitância C e uma tensão elétrica V, armazenando o capacitor uma energia E. Se o líquido for substituído por igual quantidade de outro com densidade maior, a capacitância (I), a tensão entre as placas (II) e a energia armazenada (III). A opção que corresponde ao preenchimento correto das lacunas (I), (II) e (III) é
38) Um capacitor foi conectado a uma pilha de ddp 1,5 V por meio de fios de resistência elétrica insignificante.
Quando a chave for ligada, o voltímetro indicará (A) imediatamente o valor máximo de 1,5 V assim como o amperímetro indicará no mesmo instante um valor máximo, permanecendo ambas as leituras inalteradas com o passar do tempo. (B) inicialmente 0 V, aumentando com o tempo até 1,5 V, enquanto que o amperímetro manterá a indicação do valor máximo e diferente de zero para a corrente elétrica.
(C) inicialmente 1,5 V, mostrando gradativamente uma queda na diferença de potencial até o valor 0 V, enquanto que o amperímetro, partindo de 0 A, mostrará valores crescentes até um valor máximo.
(D) imediatamente 1,5 V, enquanto que o amperímetro indicará o valor 0 A, mantendo ambas as indicações inalteradas com o tempo. (E) imediatamente 1,5 V, enquanto que o amperímetro, partindo de um valor máximo, mostrará uma gradual queda de corrente até atingir o valor 0 A.
39) Sabendo-se que o ar se torna condutor quando o campo elétrico ultrapassa o valor de 30 kV/cm, a carga elétrica máxima, em Coulomb, de um capacitor de placas paralelas, de área 100 cm2 e tendo o ar como dielétrico, é igual a (Considere a permissividade do ar igual a 8,85 x 10-12 C/Nm2.)
(A) 2,7.10-7. (B) 6,0.10-7. (C) 30,0.10-7. (D) 67,0.10-7.
40) A figura indica uma associação de capacitores.
Os pontos A e B do circuito são ligados aos polos de uma bateria.
Determine a razão entre as ddp’s VAC (entre os pontos A e C) e VCB (entre os pontos C e B).
41) Dois capacitores idênticos, cujas placas possuem 1,00 cm² quadrados de área cada uma, estão associados em série, sob uma d.d.p de 12,0 V. Deseja-se substituir os dois capacitores por um único capacitor que tenha uma capacidade elétrica equivalente à da associação. Se o novo capacitor também for plano, possuir o mesmo dielétrico e mantiver a mesma distância entre as placas, a área de cada uma delas deverá ter (A) 0,25 cm². (B) 0,50 cm². (C) 1,5 cm². (D) 2,0 cm². (E) 4,0 cm². Respostas 1) B 2) B 3) A 4) 5,28.10-8 F 5) A 6) E 7) C 8) A 9) D 10) A 11) C 12) C 13) D 14) C 15) D 16) A 17) B 18) C 19) B 20) E 21) (A) 40 V (B) 400 V 22) V; F; F; V; V; V 23) D 24) A 25) C 26) D 27) (A) 50 C (B) 9.10-7 F (C) 5,6.107 V 28) A 29) A 30) E 31) D 32) (A) 1,5.1010 V (B) 60 C (C) Blindagem 33) C 34) A 35) (A) (B) 4,5 J (C) 4,5.103 W 36) B 37) C 38) E 39) A 40) VAC/VCB = 18 41) B
