Questões de Concurso Sobre cargas elétricas e eletrização em física

Uma esfera metálica montada em um suporte isolante é conectada ao solo terrestre por um fio condutor e, em seguida, uma barra de plástico com carga positiva é aproximada da esfera. Após isso, a conexão da esfera com o solo é interrompida e, em seguida, a barra de plástico é afastada. Qual será a carga resultante na esfera metálica?

Em relação aos processos de eletrização de um corpo, analise as afirmativas a seguir.

I. Um corpo carregado sempre vai repelir um corpo neutro.
II. Ao se realizar o contato entre dois condutores inicialmente com cargas diferentes a quantidade de carga final dos corpos será a mesma independente das características dos corpos envolvidos.
III. Atritando-se um bastão de vidro com um pano de lã, ambos inicialmente neutros, eles se eletrizam com cargas opostas.
IV.Um corpo neutro se eletriza negativamente quando ganha elétrons.

Está correto o que se afirma apenas em

O raio de um condutor esférico isolado e de potencial 400 V é igual a 5 cm. Use a permissividade elétrica igual a 9 X10-¹² C ² /Nm2 e π = 3. A energia armazenada no condutor é, APROXIMADAMENTE:

A figura abaixo mostra duas partículas fixas, Q₁ e Q₂, separadas por uma distância d, carregadas com cargas elétricas iguais a +16q e -4q, respectivamente. Coloca-se uma terceira partícula, Q₃, cuja carga é +q em um ponto x à direita da partícula Q₂. Para que a força elétrica resultante sobre a partícula Q₃ seja nula, marque a alternativa que apresenta a distância que ela deve estar situada a partir da partícula Q₁.

A figura representa uma série triboelétrica:

É correto afirmar que

Caminhando sobre um tapete em tempo seco, pode-se provocar uma descarga elétrica ao tocar na maçaneta metálica de uma porta. A “eletricidade estática” está em toda parte, e devemos estar atentos aos seus efeitos, pois alguns deles, como por exemplo faíscas e choques elétricos, podem ser perigosos. Em grande escala, pode-se citar o relâmpago, que é familiar a todo mundo. Todos esses fenômenos de grande quantidade, estão armazenados nos objetos familiares que nos cercam, até mesmo em nossos corpos denomina-se:

Uma lanterna funciona com três pilhas de resistência interna igual a 0,5 Ω cada, ligadas em série. Quando posicionadas corretamente, devem acender a lâmpada incandescente de especificações 4,5 W e 4,5 V. Cada pilha na posição correta gera uma f.e.m. (força eletromotriz) de 1,5 V. Uma pessoa, ao trocar as pilhas da lanterna, comete o equívoco de inverter a posição de uma das pilhas. Considere que as pilhas mantêm contato independentemente da posição.

Com esse equívoco, qual é a intensidade de corrente que passa pela lâmpada ao se ligar a lanterna?

O físico Hans C. Oersted observou que um fio transportando corrente elétrica produz um campo magnético. A presença do campo magnético foi verificada ao aproximar uma bússola de um fio conduzindo corrente elétrica. A figura ilustra um fio percorrido por uma corrente elétrica i, constante e com sentido para cima. Os pontos A, B e C estão num plano transversal e equidistantes do fio. Em cada ponto foi colocada uma bússola.

Considerando apenas o campo magnético por causa da corrente i, as respectivas configurações das bússolas nos pontos A, B e C serão

A tabela mostra a geração de energia elétrica no Brasil no ano de 2020, em porcentagem, segundo o tipo de usina produtora.

Tipo de usina	Porcentagem
Hidrelétrica	63,7%
Térmica	21,5%
Eólica	11,2%
Fotovoltaica	2,4%
Nuclear	1,2%

(Disponível em: www.aneel.gov.br. Adaptado)

A porcentagem da energia elétrica gerada no Brasil em 2020 que tem como fonte primária uma forma de energia mecânica é, em %, igual a

Um chuveiro elétrico funciona sob diferença de potencial constante e possui uma chave que pode ser colocada em duas posições: verão e inverno. Quando a chave desse chuveiro se encontra na posição inverno, ele dissipa, por efeito Joule, a potência de 5,4 kW e, quando na posição verão, dissipa 3,6 kW. Sabendo que a posição da chave altera apenas a resistência elétrica do elemento resistivo do chuveiro, a relação entre essa resistência na posição inverno, R_i, e a resistência na posição verão, R_v, é

O experimento de Millikan desempenhou um papel crucial na determinação da carga elétrica do elétron. Consiste em um dispositivo que eletriza gotas de óleo por atrito, dispersando-as entre duas placas metálicas conectadas a uma fonte de alta tensão, onde é estabelecido um campo elétrico. Na configuração apresentada na Figura 3 abaixo, a gota de óleo, de massa m e carga q, move-se com velocidade constante para baixo. Nesse cenário, o sentido da força elétrica sobre a gota é para __________ e sua carga é __________.





Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do trecho acima.

Uma casca esférica com raios interno a e externo b possui uma distribuição de densidade de carga definida como p = na região delimitada por a ≤ r ≤ b. Qual é a expressão que descreve o campo elétrico na região em que a < r < b?

O efeito túnel é um dos fenômenos mais intrigantes da física moderna. Uma das aplicações para tal efeito é a descrição do comportamento de uma partícula alfa tentando escapar da ação de uma barreira de potencial Coulombiana, onde sua energia é menor do que a energia da barreira. Ao resolver a equação de Schrödinger para esse sistema, é possível mostrar que há uma probabilidade não nula de a partícula, mesmo com energia menor do que o potencial, ser encontrada após a região delimitada pela barreira. Considere uma barreira de potencial V₀ , que se estende de x = 0 a x = a . A representação gráfica da solução independente do tempo da equação de Schrödinger para a densidade de probabilidade dessa barreira de potencial é:

Analise a imagem abaixo e responda. 

A fórmula representada na imagem faz referência a qual lei de Ohm? 

Leia o trecho.

"A _____________________determina que a diferença de potencial entre dois pontos de um resistor é proporcional à corrente elétrica que é estabelecida nele. Além disso, de acordo com essa lei, a razão entre o potencial elétrico e a corrente elétrica é sempre constante para resistores ôhmicos."

A lacuna acima deve ser preenchida por: 

Considere que, em um semicondutor intrínseco, com baixa concentração de portadores de carga, a distribuição de elétrons entre as bandas de valência e de condução pode ser aproximada pela distribuição de Maxwell-Boltzmann, que pode ser escrita na seguinte forma:




onde N(E) é número de partículas em uma determinada energia E; N é o número total de partículas no sistema; Z é uma função de partição; E₀ é um nível de energia de referência; k é a constante de Boltzmann (8,617 × 10^-5eV.K^-1); e T é a temperatura de equilíbrio.
Sabendo que o band-gap do silício puro é de 1,1 eV, qual é aproximadamente a razão entre o número de elétrons na base da sua banda de condução e no topo da sua banda de valência em uma temperatura de 27 ºC?

Considere a figura 15 com as situações de polarização de junções Schottky. 

S. M. Sze, Physics of Semiconductor Devices, 2nd ed, Wiley, 1981, p. 249.

Assinale V para (verdadeiro) ou F para (falso) diante das afirmativas a seguir:

( ) Nos casos (a), a barreira não depende da tensão de polarização.

( ) Para polarização reversa severa, ocorrerá tunelamento.

( ) Para polarização reversa, a barreira é definida pela junção.

Assinale a alternativa com a sequência correta.

Considere a figura 14 com os mecanismos de formação da barreira Schottky em uma junção metalsemicondutor:



S. M. Sze, Physics of Semiconductor Devices, 2nd ed, Wiley, 1981, p. 247.

Assinale V para (verdadeira) ou F para (falsa) diante de cada afirmativa a seguir:

( ) Na inexistência de defeitos na superfície do semicondutor, a barreira dependerá da função trabalho do metal.
( ) A barreira Schottky surgirá sempre, porque o metal sempre causa defeitos no semicondutor.
( ) Superfícies semicondutoras ricas em defeitos tornam a barreira independente do metal.

Assinale a sequência correta.

Em um microscópio eletrônico de varredura, um feixe de elétrons de 15 kV incide e interage com os átomos de uma amostra, gerando elétrons e fótons de diversas energias. A figura 5 apresenta um espectro de energia dispersiva de raio-X que capta e conta os fótons em função da energia.  






Leia a tabela de energias de ionização (valores de energia em keV), na próxima página.
De acordo com essa tabela, podemos identificar os elementos presentes na amostra.
Dessa forma, é correto afirmar que os elementos presentes são:

Em um microscópio eletrônico, um emissor de elétrons é mantido em cerca de 2000 K e libera termo elétrons. Um conjunto adequado de potenciais polarizadores, bobinas eletromagnéticas e colimadores produz, então, um feixe de elétrons. Esse feixe é levado a incidir sobre uma amostra e imagens dos elétrons espalhados podem ser obtidas.

Considere as afirmativas I e II, e as afirmativas III e IV, a seguir.

I. Esse conjunto deve estar necessariamente em vácuo,

PARA QUE

II. A amostra não se contamine.

III. A pressão de trabalho deve ser necessariamente menor que 10^-8 N/m² ,

POIS ASSIM

IV. Os elétrons se deslocam sem sofrer espalhamento pelo gás residual no microscópio.

A respeito dessas afirmativas, assinale a alternativa correta.