Lista Campo Elétrico e Potencial Elétrico

 

PROFESSOR WILL FÍSICA [email protected]  – PROFWILLFISICA.BLOGSPOT.COM.BR 1. (Ufsm 2011) A luz é uma onda eletromagnética, eletromagnéti ca, isto é, a propagação de uma perturbação dos campos elétrico e magnético locais.  Analise as afirmações afirmações a seguir, seguir, que estão estão relacionadas com as propriedades do campo elétrico. I. O vetor campo elétrico é tangente às linhas de força. II. Um campo elétrico uniforme se caracteriza por ter as linhas de força paralelas e igualmente III. espaçadas. O número de linhas de força por unidade de volume de um campo elétrico é proporcional à quantidade de cargas do corpo. Está(ão) correta(s) a) apenas I. b) apenas II. c) apenas I e II. d) apenas III. e) I, II e III. 2. (G1 - cftmg 2011) Em um um campo elétrico elétrico uniforme, uma partícula carregada positivamente com 20 μC está sujeita a uma forca elétrica de modulo 10 N. Reduzindo pela metade a carga elétrica dessa partícula, será igualaaforça, em newtons, que atuará sobre ela a) 2,5. b) 5,0. c) 10. d) 15. 3. (Uem 2011) Com relação aos conceitos de campos e forças elétricas e magnét m agnéticas, icas, assinale o que for correto. 01) Uma carga elétrica em movimento cria, no espaço em torno dela, um campo elétrico e um campo magnético. 02) Uma carga elétrica em movimento, em uma região do espaço onde existe um campo magnético uniforme, sofre a ação de uma força magnética que é perpendicular à direção de propagação da carga. 04) Os campos elétrico e magnético associados a ondas eletromagnéticas são grandezas vetoriais, que no vácuo permanecem sempre paralelas uma a outra. 08) Um campo elétrico que interage com cargas elétricas gera forças de natureza elétrica sobre essas cargas. 16) As linhas de força do campo magnético formam circuitos abertos, indicando a existência de monopolos magnéticos. 4. (Upe 2010) Um próton se desloca desloca horizontalmente, horizontalment e, da esquerda para a direita, a uma velocidade de 4 . 105 m/s. O módulo do campo elétrico mais fraco capaz de trazer o próton uniformemente repouso, após percorrer uma distância de 3para cm, ovale em N/C: -27

próton = 1,6 . 10-19 C a) 4 . 103  b) 3 . 105  c) 6 . 104  d) 3 . 104  e) 7 . 103  5. (Uepg 2010) Uma carga elétrica elétric a em em repouso cria, no espaço a sua volta, um campo elétrico E . Se uma carga de prova qo (positiva) é abandonada nesse espaço, sobre ela atuará uma força elétrica devida ao campo elétrico. Suponha que a carga de prova q o se desloca de um ponto A para um ponto B. Sobre este fenômeno físico, assinale o que for correto. 01) O trabalho realizado pelo campo elétrico, sobre a carga de prova, é em módulo igual à variação da sua energia potencial elétrica. 02) O campo elétrico não realiza trabalho sobre a carga de prova enquanto esta se desloca do ponto  A para o ponto ponto B. 04) A carga de prova tende a se deslocar do ponto de maior potencial elétrico para o ponto de menor potencial elétrico. 08) A intensidade do trabalho realizado pelo campo elétrico sobre a carga de prova, ao se deslocar entre os pontos A e B, depende do caminho seguido ao ir de um ponto ao outro. 16) Se a carga de prova se desloca sobre uma superfície equipotencial, o trabalho realizado pelo campo elétrico sobre ela é, em módulo, maior que o trabalho realizado para provocar o mesmo deslocamento entre duas superfícies sujeitas a diferentes potenciais.  

6. (G1 - cftmg 2010) Quatro cargas puntiformes de mesmo valor +q são colocadas nos vértices de um quadrado de lado L.

O vetor campo elétrico resultante no centro do lado assinalado com é  a) b)

c)

d)

Dados: massa do próton = 1,8 . 10  kg, carga do Página 1 de 7

 

PROFESSOR WILL FÍSICA [email protected]  – PROFWILLFISICA.BLOGSPOT.COM.BR 7. (Ufjf 2010) Junto ao solo, a céu aberto, o campo elétrico da Terra é E =150 N / C e está dirigido para baixo como mostra a figura. Adotando a aceleração da gravidade como sendo g =10 m / s2 e desprezando a ramas s , de uma resistência do ar, a massa m, em g rama esfera de carga q  4 μC , para que ela fique em equilíbrio no campo gravitacional da Terra, é:

a) 0, 06. b) 0, 5. c) 0,03. d) 0,02. e) 0, 4. 8. (Uepg 2008) Uma carga elétrica puntiforme Q gera um campo elétrico numa determinada região do espaço. Considerando um ponto P a uma distância r da carga Q, assinale o que for correto. 01) A intensidade do vetor força elétrica que age sobre a carga de prova q0 é inversamente proporcional à intensidade do vetor campo elétrico. 02) O sentido do vetor campo elétrico é o do vetor força elétrica que age sobre a carga de prova q 0, colocada no ponto P. 04) A intensidade do vetor campo elétrico é inversamente proporcional ao quadrado da distância r. 08) O campo elétrico será nulo no ponto P se a carga de prova q0 tiver sinal contrário ao da carga Q. 16) Se o sentido do vetor campo elétrico for de afastamento da carga Q, então a carga de prova q³ tem sinal contrário ao da carga Q. 9. (Ueg 2008) 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. 10. (Unifesp 2008) A figura representa a configuração configuraç ão de um campo elétrico gerado por duas partículas carregadas, A e B.

 Assinale a alternativa alternativa que apresen apresenta ta as indicações corretas para as convenções gráficas que ainda não estão apresentadas nessa figura (círculos A e B) e para explicar as que já estão apresentadas (linhas cheias e tracejadas). a) carga da partícula A: (+) carga da partícula B: (+) linhas cheias com setas: linha de força linhas tracejadas: superfície equipotencial b) carga da partícula A: (+) carga da partícula B: (-) linhas cheias com setas: superfície equipotencial linhas tracejadas: linha de força c) carga da partícula A: (-) carga da partícula B: (-) linhas cheias com setas: linha de força linhas tracejadas: superfície equipotencial d) carga da partícula A: (-) carga da partícula B: (+) linhas cheias com setas: superfície equipotencial linhas tracejadas: linha de força e) carga da partícula A: (+) carga da partícula B: (-) linhas cheias com setas: linha de força linhas tracejadas: superfície equipotencial 11. (Ufrgs 2008) Uma carga de - 106 C está uniformemente distribuída sobre a superfície terrestre. Considerando-se que o potencial elétrico criado por essa carga é nulo a uma distância infinita, qual será aproximadamente o valor desse potencial elétrico sobre a superfície da Lua? (Dados: DTerra-Lua ≈ 3,8 × 108; k0 = 9 × 109 Nm2/C2.) 7

a) -- 0,6 2,4 × × 10 10-1 V. b)  V. -5 c) - 2,4 × 10  V. Página 2 de 7

 

PROFESSOR WILL FÍSICA [email protected]  – PROFWILLFISICA.BLOGSPOT.COM.BR d) - 0,6 × 107 V. e) - 9,0 × 106 V. 12. (Mackenzie 2008) Na determinação do valor de uma carga elétrica puntiforme, observamos que, em um determinado ponto do campo elétrico por ela gerado, o potencial elétrico é de 18 kV e a intensidade do vetor campo elétrico é 9,0 kN/C. Se o meio é o vácuo (k0 = 9.109 N.m2/C2), o valor dessa carga é a) 4,0 μC b) 3,0 μC c) 2,0 μC d) 1,0 μC e) 0,5 μC 13. (Puc-rio 2007) 2007) Duas cargas pontuais idênticas de carga q = 1 x 10-9 C são colocadas a uma distância de 0,1 m. Determine o potencial eletrostático e o campo elétrico, a meia distância, entre as cargas. Considere k = (1/4πε0) = 9,0 x 109 (Nm2/C2). a) 100,0 N m/C e 2,0 N/C b) 120,0 N m/C e 0,0 N/C c) 140,0 N m/C e 1,0 N/C d) e) 160,0 360,0 N N m/C m/C e e 2,0 0,0 N/C N/C 14. (Ufpel 2007) De acordo com com a Eletrostática Eletrostát ica e seus seus conhecimentos, é correto afirmar que a) a densidade de carga, nos cantos de uma caixa cúbica condutora, eletricamente carregada, é menor do que nos centros de suas faces. b) duas cargas elétricas puntiformes estão separadas por uma certa distância. Para que a intensidade do potencial elétrico se anule num ponto do segmento de reta que as une, ambas deverão apresentar sinais iguais. c) o campo elétrico criado por duas distribuições uniformes de carga, próximas e de sinais contrários, é uniforme, na região entre elas, se as cargas se encontram distribuídas sobre uma pequena esfera e uma placa adjacente. d) uma esfera metálica eletricamente neutra, ao ser aproximada de um bastão de vidro positivamente carregado, sofre uma força de atração elétrica. e) a Lei de Coulomb estabelece que a força elétrica entre duas cargas elétricas puntiformes é diretamente proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. 15. (Ufmg 2006) 2006) Duas pequenas esferas isolantes isolant es - I e II -, eletricamente carregadas com cargas de sinais contrários, estão fixas nas posições representadas nesta figura:

 A carga da esfera esfera I é positiva positiva e seu módulo módulo é maior que o da esfera II. Guilherme posiciona uma carga pontual positiva, de peso desprezível, ao longo da linha que une essas duas esferas, de forma que ela fique em equilíbrio. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que o ponto que melhor representa a posição de equilíbrio da carga pontual, na situação descrita, é o a) R. b) P. c) S. d) Q. 16. (Ufrs 2006) A figura a seguir representa duas cargas elétricas puntiformes positivas, +q e +4q, mantidas fixas em suas posições posições..

Para que seja nula a força eletrostática resultante sobre uma terceira carga puntiforme, esta carga deve ser colocada no ponto a) A. b) B. c) C. d) D. e) E. 17. (Puc-rio 2006) Quatro cargas elétricas elétric as de valores +2q, +q, -q e -2q estão situadas nas posições - 2 m, 1m, +1 m e +2m, ao longo do eixo x, respectivamente. a) Calcule a força eletrostática sobre as cargas +q e q. b) Calcule o potencial elétrico no ponto x = 0. 18. (Pucrs 2005) Considere a figura a seguir, que representa duas cargas elétricas de mesma intensidade e sinais opostos colocadas nos vértices inferiores do triângulo equilátero.

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PROFESSOR WILL FÍSICA [email protected]  – PROFWILLFISICA.BLOGSPOT.COM.BR linhas de força do campo elétrico criado por um dipolo.

O vetor que representa o campo eletrico resultante no vertice superior do triangulo e  

a) E 1  Considerando-se o dipolo, afirma-se:

 

b) E 2 

(I) A representação das linhas de campo elétrico resulta da superposição dos campos criados pelas cargas puntiformes. (II) O dipolo é composto por duas cargas de mesma intensidade e sinais contrários. (III) O campo elétrico criado por uma das cargas modifica o campo elétrico criado pela outra.

 

c) E 3   

d) E 4   

e) E 5  19. (U  (Ufpe fpe 2005) Considere duas cargas elétricas puntiformes de mesmo valor e sinais contrários, fixas no vácuo e afastadas pela distância d. Pode-se dizer que o módulo do campo elétrico E e o valor do potencial elétrico V, no ponto médio entre as cargas, são: a) E ≠ 0 e V ≠ 0 b) E ≠ 0 e V = 0 c) E = 0 e V = 0 d) E = 0 e V ≠ 0 e) E = 2V/d 20. (Unesp 2003) Duas partículas com carga 5 x 10-6  C cada uma estão separadas por uma distância de 1 m. Dado K = 9 x 109 Nm2/C2, determine a) a intensidade da força elétrica entre as partículas.

Com relação a estas afirmativas, af irmativas, conclui-se: a) Apenas a I é correta. b) Apenas a II é correta. c) Apenas a III é correta. d) Apenas a I e a II são corretas. e) Apenas a II e a III são corretas. 23. (Unioeste 1999) Numa certa região região do espaço espaço sob vácuo, existe uma única carga puntiforme Q, que produz o campo elétrico E representado na figura abaixo, onde se pode observar ainda os pontos A e B, respectivamente sobre as superfícies equipotenciais S1 e S2.

b) o campo elétrico no ponto médio entre as partículas. 21. (Ufsm 2002) Uma partícula com carga de 8 x 107 C exerce uma força elétrica de módulo 1,6 x 10 -2N sobre outra partícula com carga de 2 x 10 -7C. A intensidade do campo elétrico no ponto onde se encontra a segunda partícula é, em N/C, a) 3,2 x 10-9  b) 1,28 x 10-8  c) 1,6 x 104  4

d) 8 2 x 104  e)

Sabe-se ainda que no ponto A o potencial elétrico é 180kV e a intensidade do campo elétrico é 9,0x105  N/C e que no ponto B o potencial é 60kV. De acordo com estes dados e tendo em vista os conceitos relativos à eletrostática e os prefixos das unidades do Sistema Internacional, assinale a(s) alternativa(s) correta(s).

22. (Uff 2001) Estão representadas, a seguir, as Página 4 de 7

 

PROFESSOR WILL FÍSICA [email protected]  – PROFWILLFISICA.BLOGSPOT.COM.BR ( ( (

) A superfície superfíci e equipotencial S1 é uma superfície superfíci e esférica com centro sobre a carga Q e com raio igual a 0,2m. ) A distância entre as superfícies superfíci es equipotenciais equipotenciai s S1 e S2 é igual a 0,4m. ) Conforme estes dados a carga Q é positiva e

JUSTIFIQUE sua resposta. c) Responda à pergunta anterior, b), apenas considerando agora uma partícula carregada negativamente. Novamente, JUSTIFIQUE SUA RESPOSTA.

possui módulo igual a 4μC.

(

) Ao se colocar uma carga puntiforme q=+2 pC no ponto A, ela fica sujeita a uma força de intensidade igual a 1,8μN cujo sentido é oposto ao sentido do campo elétrico.

( ( (

) A diferença de potencial entre os pontos A e B é V A-VB=120kV. ) O trabalho realizado pelo campo elétrico elétric o para levar uma carga igual a+3 pC do ponto A até o ponto B é igual a 360nJ. ) A energia potencial elétrica do sistema é igual a 480mJ.

24. (Mackenzie 1997) As cargas puntiformes q1 = 20 9 μC e q2 = 64 μC estão fixas no vácuo (k 0 = 9.10  N . m2/C2), respectivamente nos pontos A e B. O campo elétrico resultante no ponto P tem intensidade de:

Gabarito: Resposta da questão 1: [C] I. Incorreta. O vetor campo elétrico é perpendicular às linhas de força. II. Correta. III. Incorreta. De acordo com a lei de Gauss, o número de linhas de força por unidade de área de um campo elétrico é proporcional à quantidade de carga do corpo.

Resposta da questão 2: [B] O campo é uma propriedade do ponto e não muda pela presença de uma carga elétrica colocada. Mede-se a intensidade do campo pelanele expressão 



E 6

a) 3,0 . 10  N/C b) 3,6 . 106 N/C c) 4,0 . 106 N/C d) 4,5 . 106 N/C e) 5,4 . 106 N/C 25. (Udesc 1997) 1997) Na figura a seguir aparece a representação, por linhas de força, do campo elétrico numa certa região do espaço



F . q

Como a intensidade do campo não muda, podemos escrever:

F1 q1



F2 q2



10 20



F2 10



F2



5, 0N .

Resposta da questão 3: 01 + 08 + 16 = 25. 01) Correto. Para gerar um campo elétrico nem é necessário o movimento. O movimento cria uma corrente elétrica capaz de gerar o campo magnético. 02) Correto. Verificação experimental. 04) Errado. São perpendiculares entre si e à direção da propagação. 08) Correto. Diz-se que em uma determinada região existe um campo elétrico quando uma carga abandonada sofre a ação de forças elétricas. 16) Errado. Não existem monopolos magnéticos   Princípio da Inseparabilidade dos polos.

Resposta da questão 4: [D] a) DIGA onde a intensidade do campo elétrico é maior: nas proximidades do ponto A, ou nas proximidades do ponto B? JUSTIFIQUE sua resposta.

 A figura mostra mostra o próton sendo freado freado pelo campo campo elétrico.

b) Suponha que uma partícula positivamente seja largada em carregada repouso no ponto A. A tendência da partícula será se deslocar para a direita, para a esquerda, ou permanecer em repouso? Página 5 de 7

 

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Usando o Teorema do trabalho-energia cinétrica, temos: WR



1 Ec  Eco    Fd  0  2 mV02

1  1, 8  10 2 1, 8  10 27  16  1010

F  3  10

2





27





 

   

Resposta da questão 7:

(4  105 )2  

[A]



F

2  3  10

2





4, 8  10

15



N 

P  Felet

Mas como sabemos: 



E

F q



E

4, 8  10 1, 6  10

19



m g | q | E



m

| q| E g

4  10 6  150 10 





m  0, 06 g.

15







3, 0  104 N / C  

 

Resposta da questão 8: 2+4=6

Resposta da questão 5: 01 + 04 = 05 (01) Correta. É o que afirma o teorema da energia potencial. (02) Errada. Contradiz a afirmação anterior. (04) Correta. Carga positiva tende a se deslocar para pontos de menor potencial elétrico. (08) Errada. A força elétrica é conservativa; o trabalho de forças conservativas independe da trajetória. (16) Errada. O trabalho para deslocar uma carga entre dois pontos de uma mesma superfície equipotencial é nulo.

Resposta da questão 9: a) Cargas positivas são fontes de E enquanto cargas negativas são sorvedouros. Pela análise da figura, como as linhas de campo elétrico saem de B e chegam em A, conclui-se que A é negativa e B é positiva. b) Da figura, percebemos que da carga B saem o dobro de linhas de campo que chegam na carga A, portanto: | QB | 2 | QA | .  

Resposta da questão 6: [B]

c) Não. Pois caso fosse possível, haveria diferentes vetores E em cada ponto de cruzamento das linhas de campo.

Chamemos de A, B, C   e e D esses vértices. As cargas são positivas então criam campos elétricos de

Resposta da questão 10:

afastamento.

[E]

Como se mostra na figura a seguir, os campos 

EB



E A

e

Resposta da questão 11: [A]

têm mesma direção e sentidos opostos anulando-

se. Restam os campos





EC  e ED  que

vetorialmente, têm campo resultante para esquerda.

,somados 

E,

horizontal e

Resolução O potencial em um ponto distante é dado por V = k0.Q/d = 9.109.(-106) / (3,8.108) = - 2,4.107 V

Resposta da questão 12: [A] Resposta da questão 13: [E] Resposta da questão 14: [D] Página 6 de 7

60  10

6



 

PROFESSOR WILL FÍSICA [email protected]  – PROFWILLFISICA.BLOGSPOT.COM.BR Resposta da questão 15: [C]

Como as cargas tem o mesmo valor e as distâncias ao ponto médio são iguais os campos tem a mesma intensidade. O campo resultante é nulo.

Resposta da questão 16: [B]

Resposta da questão 21: [E]

Resposta da questão 17: a) O valor da força na carga +q será a soma das forças (respectivamente: repulsiva, repulsiva, atrativa e atrati atrativa): va):

Resposta da questão 22: [D]

k{+2q2/(-2+1)2 - q(-q)/(-1-1)2 -q(-2q)/(-1-2)2} = kq2{2 + 1/4 + 2/9} = kq2(72 + 9 + 8)/36 = 89/36 kq2 = 2,47 kq2.  A força agindo na carga -q será será -89/36 -89/36 kq2, por simetria. b) As contribuições para o potencial elétrico em x=0 das cargas +2q e -2q se anulam, assim como a das cargas +q e -q. Portanto, o potencial em x=0 é NULO.

Resposta da questão 18: [B]

Resposta da questão 23: VVVFVVF Resposta da questão 24: [B] Resposta da questão 25: a) Em A; onde a densidade de linhas é maior. b) Para a direita; sendo positiva ela acompanha o campo. c) Para a esquerda; sendo negativa ela se move no sentido oposto ao do campo.

Resposta da questão 19: [B] Resposta da questão 20: a) A figura mostra as forças de interação entre as duas cargas.

F

k Q1 . Q2 d2



9  109  5  10 12



6 

5  10



6 

0, 225N

b) A figura mostra os campos gerados pelas cargas no ponto médio.

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