Exercícios Resolvidos: Potencial e Campo Elétrico

Leia o resumo Campo e Potencial Elétrico e resolva as questões abaixo.

1. (UEMG-MG) Há situações na natureza que são impossíveis de ocorrer. Com base nessa afirmação, assinale, abaixo, a alternativa em que se apresenta um fenômeno físico que não ocorre.

a) Uma massa, ao ser abandonada numa região do espaço onde há um campo gravitacional, passa a se movimentar no sentido do campo gravitacional.

b) Uma carga elétrica, ao ser abandonada numa região do espaço onde há um campo elétrico, passa a se movimentar em sentido contrário ao campo elétrico.

c) Dois corpos, a temperaturas diferentes, são colocados em contato e isolados da vizinhança. O calor flui do corpo de temperatura mais baixa para o de temperatura mais alta.

d) Uma carga elétrica, ao ser abandonada numa região do espaço onde há um campo elétrico, passa a se movimentar no sentido do campo elétrico.

2. (PUC-SP) Seja Q (positiva) a carga gerada do campo elétrico e q a carga de prova em um ponto P, próximo de Q. Podemos afirmar que:

a) o vetor campo elétrico em P dependerá do sinal de q.

b) o módulo do vetor campo elétrico em P será tanto maior quanto maior for a carga q.

c) o vetor campo elétrico será constante, qualquer que seja o valor de q.

d) a força elétrica em P será constante, qualquer que seja o valor de q.

e) o vetor campo elétrico em P é independente da carga de prova q.

3. (F. C. M. SANTA CASA) Em um ponto do espaço:

I. Uma carga elétrica não sofre ação da força elétrica se o campo nesse local for nulo.

II. Pode existir campo elétrico sem que aí exista força elétrica.

III. Sempre que houver uma carga elétrica, esta sofrerá ação da força elétrica.

Use C (certo) ou E (errado).

a) CCC

b) CEE

c) ECE

d) CCE

e) EEE

4. (UEG-GO) A figura a seguir representa as linhas de campo elétrico de duas cargas puntiformes.

Com base na análise da figura, responda aos itens a seguir.

a) Quais são os sinais das cargas A e B? Justifique.

b) Crie uma relação entre os módulos das cargas A e B. Justifique.

c) Seria possível às linhas de campo elétrico se cruzarem? Justifique.

5. (CESGRANRIO-RJ) Nas figuras, três cargas positivas e pontuais q são localizadas sobre a circunferência de um círculo de raio R de três maneiras diferentes. As afirmações seguintes se referem ao potencial eletrostático em O, centro da circunferência (o zero dos potenciais está no infinito):


I. O potencial em O nas figuras 1 e 3 é dirigido para baixo.

II. O potencial em O tem o mesmo valor (não-nulo) nos três casos.

III. O potencial em O na figura 2 é nulo.

Está(ão) certa(s) a(s) afirmação(ões):

a) I e II somente.

b) II somente.

c) III somente.

d) I somente.

e) I e III somente.

6. (CESGRANRIO-RJ) Quatro cargas elétricas, três positivas e uma negativa, estão colocadas nos vértices de um quadrado, como mostra a figura:

Marque a opção que melhor representa o campo elétrico no centro do quadrado:

a)

b)

c)

d)

e)

7. Duas esferas metálicas contendo as cargas Q e 2Q estão separadas pela distância de 1,0 m. Podemos dizer que, a meia distância entre as esferas, o campo elétrico gerado por:

a) ambas as esferas é igual.

b) uma esfera é 1/2 do campo gerado pela outra esfera.

c) uma esfera é 1/3 do campo gerado pela outra esfera.

d) uma esfera é 1/4 do campo gerado pela outra esfera.

e) ambas as esferas é igual a zero.

8. A intensidade do campo elétrico, num ponto situado a 3,0 mm de uma carga elétrica puntiforme Q = 2,7 µC no vácuo (ko = 9.109N.m2/C2), é:

a) 2,7 . 10

b) 8,1 . 10

c) 2,7 . 10

d) 8,1 . 10

e) 2,7 . 10

9. O campo elétrico criado por uma carga pontual, no vácuo, tem intensidade igual a 9.10-1 N/C. Calcule a que distância d se refere o valor desse campo.

(dados: Q = -4 pC e ko = 9.109 unidades SI).

a) 0,02 m

b) 0,2 m

c) 0,4 m

d) 0,6 m

e) 0,002 m

10.  (UEL-PR-010) “Nuvens, relâmpagos e trovões talvez estejam entre os primeiros fenômenos naturais observados pelos humanos pré-históricos. […]

A teoria precipitativa é capaz de explicar convenientemente os aspectos básicos da eletrificação das nuvens, por meio de dois processos […]. No primeiro deles, a existência do campo elétrico atmosférico dirigido para baixo […]. Os relâmpagos são descargas de curta duração, com correntes elétricas intensas, que se propagam por distâncias da ordem de quilômetros […]”.

(FERNANDES, W. A.; PINTO Jr. O; PINTO, I. R. C. A. Eletricidade e poluição no ar. Ciência Hoje. v. 42, n. 252. set. 2008. p. 18.)

Revistas de divulgação científica ajudam a população, de um modo geral, a se aproximar dos conhecimentos da Física. No entanto, muitas vezes alguns conceitos básicos precisam ser compreendidos para o entendimento das informações. Nesse texto, estão explicitados dois importantes conceitos elementares para a compreensão das informações dadas: o de campo elétrico e o de corrente elétrica.

Assinale a alternativa que corretamente conceitua campo elétrico.

a) O campo elétrico é uma grandeza vetorial definida como a razão entre a força elétrica e a carga elétrica.

b) As linhas de força do campo elétrico convergem para a carga positiva e divergem da carga negativa.

c) O campo elétrico é uma grandeza escalar definida como a razão entre a força elétrica e a carga elétrica.

d) A intensidade do campo elétrico no interior de qualquer superfície condutora fechada depende da geometria desta superfície.

e) O sentido do campo elétrico independe do sinal da carga Q, geradora do campo.

Gabarito:

1.  C

Comentários:

a) Correto. Quando falamos em Campo, temos a ideia de que algo com características especiais irá sofrer uma força de acordo com o campo que estamos tratando. No caso de um campo gravitacional, basta que o elemento tenha massa e sofrerá uma força no sentido do campo.

b) Correto, apesar de não ser necessariamente assim, já que isso tem a ver também com o campo ser gerado por uma carga de mesmo sinal que a carga de prova.

c) Incorreto. Pela segunda lei da termodinâmica, só há fluidez de calor espontânea de um corpo de temperatura mais alta para um corpo de temperatura mais baixa.

d) Correto. Assim como foi falado na opção b, depende dos sinais da carga que origina o campo e da carga de prova.

2 . E

Comentários:

a) Incorreto. O vetor campo elétrico só depende da carga geradora.
b) Incorreto. O vetor campo elétrico só depende da carga geradora.
c) Incorreto. O vetor campo elétrico só depende da carga geradora.
d) Incorreto. A força elétrica em P irá variar de acordo com a variação do valor de q.
e) Correto. O vetor campo elétrico só irá depender da carga Q.

3 D

Comentários:

I. Correto. Força elétrica é uma força de campo. Ela só existirá se houver campo elétrico no local.
II. Correto. Para existir campo elétrico, basta a existência de carga elétrica.
III. Incorreto. Sempre que houver carga elétrica, haverá campo elétrico. A força irá ocorrer na interação de duas ou mais cargas.

4. Comentários:

a) A é negativa e B é positiva. As linhas de campo sempre saem da positiva e entram na negativa.

b) Quanto maior a densidade de linhas, maior será o valor do campo, e, com isso, maior será o valor da carga geradora. Como de B saem mais linhas e em A chegam menos linhas, B tem módulo maior que A.

c) Não. O vetor campo elétrico é dado pela tangente às linhas de campo. Com isso, se elas se cruzassem, poderia haver mais de um vetor para o mesmo ponto.

5. B

Comentários:

I. Incorreto. Potencial é uma grandeza escalar, ou seja, não possui direção nem sentido.

II. Correto. O potencial só depende do valor das cargas e da distância até o ponto. Como todas essas variáveis são iguais, o potencial será o mesmo nos três casos.

III. Incorreto. Não é nulo. Veja as anteriores.

6. B

Comentários:

Como as cargas negativas originam campo de aproximação e as positivas de afastamento, o vetor campo resultante irá apontar para a carga -2q.

7. B

Comentários:

8. E

Comentários:

9. B

Comentários:

10. A

Comentários:

a) Correto. É a definição de campo elétrico.
b) Incorreto. É ao contrário.
c) Incorreto. É uma grandeza vetorial.
d) Incorreto. Não depende da geometria.
e) Incorreto. Cargas positivas originam campo de afastamento; cargas negativas, de aproximação.

Continue estudando
Post do blog

Questões Comentadas: Força elétrica

1. (UNIFESP-SP) Duas partículas de cargas elétricas Q~1~ = 4,0 × 10-16C e q‚ = 6,0 × 10-16C estão separadas no vácuo por uma distância de 3,0.10-9m. Sendo k = 9,0.109 N.m2/C2, a intensidade da força de interação entre elas, em newtons, é de
artigo
Post do blog

Campo e Potencial Elétrico

Antes de aprendermos o que é campo e potencial elétrico, vamos começar do começo, ok? Por que estudamos a eletrostática?
artigo