Questões de Concurso Sobre cargas elétricas e eletrização em física

A energia solar é uma forma menos danosa ao meio ambiente, nela a energia da luz do Sol é convertida diretamente em energia elétrica pelas células fotovoltaicas que formam os painéis solares. Sobre a mesma, julgue os excertos a seguir:

Excerto I. Uma célula fotovoltaica é um dispositivo constituído de materiais semicondutores à base do elemento químico silício, inclusive esses materiais são os mesmos utilizados na fabricação dos chips de computadores.

Excerto II. Na célula fotovoltaica, quando os fótons da luz do Sol incidem sobre a placa, ocorre a separação de cargas elétricas no material. Uma região fica com excesso de elétrons, enquanto na outra há falta deles, formando-se então dois polos, um negativo e um positivo. Quando os polos são conectados a um dispositivo, como uma lâmpada, flui corrente elétrica pelo dispositivo, fazendo-a funcionar.

Fonte: Mortimer E. et al. Matéria, energia e vida, uma abordagem interdisciplinar − O mundo atual: questões sociocientíficas. São Paulo: Editora Scipione, 2020.

Sobre os excertos, assinale a alternativa CORRETA. 

Uma partícula de massa m=2.10^-6 kg e carga q=4.10^-5 C está em repouso entre duas placas metálicas paralelas e horizontais eletricamente carregadas.
Considerando a aceleração da gravidade g=10 m/s² , é possível afirmar que o módulo do vetor campo elétrico existente entre as placas é

A geração de energia elétrica é um processo no qual diversas maneiras de se gerar energia possuem em comum o fato de que a energia elétrica é sempre produzida pela transformação de outro tipo de energia. Sobre a geração de energia elétrica, julgue os itens a seguir:

I.A usina nuclear não é considerada uma fonte renovável, mas tem baixíssima emissão de gás carbônico.
II.O Nordeste é referência no Brasil na produção de energia eólica.
III.A energia geotérmica está disponível em locais com características geológicas específicas, como as próximas a vulcões ou na união entre duas placas litosféricas, ou placas tectônicas.

É CORRETO o que se afirma em: 

É um consenso entre os pesquisadores de que a eletrificação surge no interior das nuvens, da colisão entre partículas de gelo, água e granizo. Uma das teorias mais aceitas diz que o granizo, sendo mais pesado, ao colidir com cristais de gelo, mais leves, fica carregado negativamente, enquanto os cristais de gelo ficam carregados positivamente.
Fonte: Felipe Moron Escanhoela. A Física das tempestades e dos raios. Disponível em: https://www.sbfisica.org.br/v1/portalpion/index.php/artigos/30-a-fisica-d as-tempestades-e-dos-raios#:~:text=Um%20raio%20come%C3%A7a% 20com%20pequenas,chamada%20de%20'descarga%20conectante'.
Sobre os raios, julgue os itens a seguir como Verdadeiros (V) ou Falsos (F):

(__)A maioria das nuvens de tempestades apresenta um centro de cargas negativas na parte superior e um centro de cargas positivas na parte inferior.
(__)No momento em que as concentrações nos centros aumentam muito, o ar que os circunda já não consegue isolá-los eletricamente e acontecem as descargas elétricas entre as duas regiões.
(__)Os raios que tocam o solo podem ser divididos em descendentes (nuvem-solo) e ascendentes (solo-nuvem).

Assinale a alternativa com a sequência CORRETA de cima para baixo. 

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?