Escola Secundária com 3º Ciclo do Ensino Básico Dr. Joaquim de Carvalho 3080-210 Figueira da Foz
Telefone: 233 401 050
Fax: 233 401 059
E-mail: esjcff@mail.telepac.pt
5º Teste de Avaliação Avaliação de Física 12º ano
29 de Abril de 2009 GRUPO I
Nas cinco questões deste grupo são indicadas quatro hipóteses, A, B, C e D, das quais só uma está correcta. Escreva, na tua folha de prova, a letra correspondente à alternativa que seleccionaste. 1. Uma partícula de carga positiva e massa m, penetra numa região onde actua um campo magnético
B
como é esquematizado na figura. O raio da trajectória descrita pela partícula ao penetrar nesse campo é dado por: (A) (B) (C) (D)
mv qB R = mvqB
R=
mv 2 B mv 2 R= qB R=
2. O circuito consiste em duas lâmpadas idênticas que iluminam com brilho igual e uma única bateria de 12 V de resistência interna desprezável. Seleccione a alternativa que completa correctamente a seguinte expressão. Quando o interruptor for fechado… (A) … o brilho das lâmpadas mantém-se sem alterações. (B) … o brilho da lâmpada A aumenta. (C) … ambas as lâmpadas se apagam. (D) … a energia utilizada diminui para metade.
3. Na figura seguinte está representado um fio rectilíneo, de comprimento
ℓ
e massa
corrente estacionária,
I
m,
percorrido por uma
, que está submetido à acção
de um campo magnético uniforme. Para que o fio esteja em equilíbrio, o campo magnético,
B , é:
(A) m g e z
mg ez Iℓ mg (C) ex I ℓ mg (D) − ex I ℓ (B)
Página 1 de 4
5º Teste de Física – 12º ano
29/04/2009
4. Uma partícula de carga eléctrica positiva campo magnético
B
q
move-se com velocidade
v
numa região do espaço onde existe um
cujas linhas de campo estão indicadas nos esquemas abaixo. Qual dos seguintes
esquemas traduz correctamente a força magnética que actua sobre essa partícula?
Fm
y
v
Fm
B
B
x z
z Esquema A
y
x
Esquema B
Fm
v
v
y
y
Fm
v z
B
x
x z
Esquema C
B Esquema D
5. Um circuito simples consiste numa resistência eléctrica R e um condensador de capacidade C, carregado a um potencial U0, e em um interruptor que está inicialmente aberto. Imediatamente após o interruptor ser fechado, a corrente no circuito é:
U0 R U0 (B) C U0 (C) RC
(A)
(D) zero.
Página 2 de 4
Escola Secundária com 3º Ciclo do Ensino Básico Dr. Joaquim de Carvalho 3080-210 Figueira da Foz
Telefone: 233 401 050
Fax: 233 401 059
E-mail: esjcff@mail.telepac.pt
GRUPO II 1.
Observe
atentamente
o
circuito onde os aparelhos
28 Ω
de medida são ideais. 1.1. Calcule a resistência equivalente
às
três
15 V 2Ω
V1
60 Ω
resistências exteriores
30 Ω
V2
(28 Ω, 60 Ω e 30 Ω). 1.2. Determine os valores marcados em V1, V2,
A1
A2
A1 e A2. Se não resolveu a alínea anterior considere na resolução das duas próximas alíneas que as leituras de A1 e A2 são, respectivamente, 0,45 A e 0,15 A (estes dois valores não correspondem às soluções da alínea 1.2.). 1.3. Qual a carga eléctrica que atravessa a secção transversal do condutor de resistência 60 Ω durante 30 segundos? 1.4. Calcula a energia dissipada na resistência de 28 Ω durante um minuto.
2.
Um fio rectilíneo está imerso num campo magnético uniforme e horizontal de 0,2 T que tem o sentido Norte-Sul, também no plano horizontal. O fio de 150 cm de comprimento é percorrido por uma corrente eléctrica de 3,0 A, no sentido noroeste e também está colocado num plano horizontal. 2.1. Caracterize a força magnética exercida sobre o fio. 2.2. Qual deveria ser a direcção do fio, em relação ao campo magnético, para que a força exercida sobre ele fosse máxima?
3.
Um ciclotrão usa um campo magnético para mover partículas carregadas numa trajectória semicircular de raio crescente. Usa também uma fonte de alimentação de altafrequência que, numa pequena distância entre dois Ds, acelera periodicamente as partículas. Ernest Lawrence foi o primeiro a usar um ciclotrão. O seu ciclotrão acelerou protões até ficarem com uma energia máxima de 8,0x104 eV . Com esta energia, os protões moveram-se numa trajectória semicircular com um raio de 6,5 x 10-2 m, após o que saíram do acelerador. 1 eV = 1,6x10-19 J ; mp = 1,67x10-27 kg , e = 1,6x10-19 C 3.1. Qual é a velocidade máxima dos protões? 3.2. Determine o módulo do campo magnético. 3.3. Calcule a frequência do movimento dos protões.
Página 3 de 4
5º Teste de Física – 12º ano 4.
29/04/2009
Um feixe de electrões entra, com velocidade v 0 , numa região do espaço onde existe um campo magnético, e um campo eléctrico,
E , uniformes.
B,
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
mé = 9,11 × 10 −31 kg
4.1. De entre os esquemas, I, II, III e IV, escolha aquele que corresponde à situação descrita no enunciado.
B
v0
v0
E
Esquema
y
I
B
v0
z
E
Esquema
B E
Esquema
x
B
v0
Esquema
III
II
E
IV
4.2. 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. 4.3. Calcule a intensidade de cada uma das forças que representou na alínea anterior.
4.4. Determine o módulo da velocidade v 0 de cada electrão. 4.5. 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).
Página 4 de 4