4º Teste -Física - 12º ano - 2007/08

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Escola Secundária com 3º Ciclo do Ensino Básico Dr. Joaquim de Carvalho 3080-210 Figueira da Foz

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4º Teste de Avaliação de Física 12º ano, turma D

4 de Março de 2008 Grupo I Considere, quando necessário, g = 10 m s -2

1- A esfera A, carregada positivamente e suspensa por um fio, inextensível e de massa desprezável,

atrai a esfera B, de massa m, que se encontra em equilíbrio no ar à distância d, como se mostra na figura 1. Os módulos das cargas das esferas A e B são iguais. A carga da esfera B é: (A)

(B)

(C)

mgd 2 . k mgd 2 . k mgd 2 . k

(D)

mg . kd 2

(E)

Figura 1

mg . kd 2

2- No ponto P encontra-se uma carga eléctrica pontual positiva, como mostra a figura 2.

Sendo E o valor do campo eléctrico criado pela carga no ponto A, pode afirmar-se que: Figura 2

(A) o valor do campo eléctrico em B é

1 E. 2

(B) o valor do campo eléctrico em C é

1 E. 3

(C) o valor do campo eléctrico em C é metade do valor do campo eléctrico em A. (D) a razão entre os valores do campo eléctrico criado em C e em B,

EC 2 ,é . EB 3

(E) a razão entre os valores do campo eléctrico criado em B e em C,

EB 9 ,é . EC 4

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4º Teste de Física – 12º ano

3- Na figura 3 está representada a direcção de uma linha de campo eléctrico, sendo este criado por uma carga q positiva, suposta pontual.

Figura 3

Coloca-se em A uma partícula com carga negativa, que fica sujeita a uma força eléctrica F = − Fex ,

( F > 0) . Qual dos seguintes conjuntos de vectores pode representar, nas posições A e B, o campo eléctrico criado pela carga q , admitindo que a carga criadora do campo se encontra a uma distância finita desses pontos?

4- Duas placas condutoras M e N, planas e paralelas (Figura 4) encontram-se à distância d 0 , sendo E 0 o módulo do campo eléctrico uniforme criado entre as placas e ∆V0 o módulo da diferença de potencial eléctrico entre elas.

Figura 4

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Tendo em conta as legendas dos gráficos, seleccione aquele que traduz uma relação verdadeira entre os módulos das grandezas representadas, quando se afastam as placas ou se aumenta a diferença de potencial eléctrico entre elas.

5- Um formo eléctrico com as indicações U= 230 V, Pútil = 1 kW, foi por engano, ligado a uma tensão U=120V que possui um disjuntor de protecção para 15 A. A potência dissipada por efeito de Joule será:

(A) O disjuntor dispara. (B) O forno funciona normalmente sem dissipação de energia (C) Menor que 1 kW. (D) Igual a 1 kW. (E) Maior que 1 kW.

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4º Teste de Física – 12º ano

Grupo II Considere, quando necessário, g = 10 m s -2 1- A figura seguinte representa duas placas paralelas e horizontais, A e B, entre as quais existe um campo

eléctrico uniforme, E , com uma intensidade 3,5 x 103 NC-1, dirigido de B para A.

Admita que um electrão entra em campo, na direcção e sentido indicados, com velocidade v0 de módulo 5,0 x 104 ms-1. Considere desprezável a acção do campo gravítico.

1.1- Determine o potencial a que se encontra a placa A, tendo em atenção que a placa B está ligada à Terra. 1.2- Mostre que o módulo da aceleração do electrão no campo eléctrico é a =

qE m

.

1.3- Verifique que o electrão não atinge a placa A.

2- Observe a figura seguinte. Três cargas eléctricas supostas pontuais, q A = −3,0 x10 −9 C , q B = 1,0 x10 −9 C e q C = −2,0 x10 −12 C , encontram-se fixas no vazio, respectivamente nas posições assinaladas por A, B e C. As distâncias entre as posições são: AD = BD = CD = 6,0cm . Considere desprezáveis as interacções gravitacionais.

2.1- Passe a figura para a sua folha de respostas e represente o diagrama das forças que actuam na carga eléctrica q C , devido às interacções com as cargas eléctricas q A e q B . Tenha em consideração o tamanho relativo dos vectores. Faça a legenda.

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2.2- Posteriormente retira-se a carga q C , mantendo as cargas eléctricas q A e q B . 2.2.1- Determine, no ponto D, o campo eléctrico devido às cargas q A e q B . 2.2.2- Calcule a variação da energia potencial eléctrica do sistema constituído pelas cargas

q A e q B , quando a carga q A se desloca da posição A para a posição D, mantendo fixa a carga q B .

3- Um ataque de coração origina a fibrilação do músculo e provoca uma perda de ritmo cardíaco, que se traduz na incapacidade de bombear sangue. Esta situação pode ser corrigida se atempadamente o coração receber um choque eléctrico, de duração muito curta. O choque apropriado é conseguido através da descarga de um condensador de 10 µF , inicialmente carregado com uma tensão, U = 6000V . Determine:

3.1- a energia cedida pelo condensador quando descarrega no doente. 3.2- a quantidade de carga eléctrica que passa durante o choque. 3.3- a distância máxima a que as armaduras, de área 1 cm2, do condensador, considerado plano, poderão estar. ( Considere ε 0 = 8,85 x10 −12 Fm −1 )

4-

Aplica-se a mesma tensão U nos extremos de dois fios A e B do mesmo comprimento, respectivamente de ferro e de cobre. Calcule a relação entre as áreas das suas secções rectas para que as correntes nos dois fios tenham a mesma intensidade. ( ρ Cu = 1,7 x10 −7 Ωm e

ρ Fe = 1,0 x10 −7 Ωm )

5-

Os gráficos A e B da figura seguinte indicam-nos uma relação U = f (I ) de um fio metálico a

duas temperaturas diferentes θ1 (Temperatura A) e θ 2 (Temperatura B).

5.1-

Os

fios

são

condutores

30

óhmicos? Justifique.

25

5.2- Calcule as resistências do fio

5.3- Qual das temperaturas é mais elevada? Justifique.

U(V)

20

a cada uma das temperaturas.

Temperatura A

15

Temperatura B

10

5

0 0

0,5

1

1,5

2

I(A)

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