Exercícios de vestibulares com resoluções comentadas sobre Linhas de Força (de campo) e Potencial Eletrostático
Exercícios de vestibulares com resoluções comentadas sobre
Linhas de Força (de campo) e Potencial Eletrostático
01-(UFPA) Com relação às linhas de força de um campo elétrico, pode-se afirmar que são linhas imaginárias:
a) tais que a tangente a elas em qualquer ponto tem a mesma direção do campo elétrico;
b) tais que a perpendicular a elas em qualquer ponto tem a mesma direção do campo elétrico;
c) que circulam a direção do campo elétrico;
d) que nunca coincidem com a direção do campo elétrico;
e) que sempre coincide com a direção do campo elétrico.
02-(UFES) As linhas de força do conjunto de cargas Q1 e Q2 são mostradas na figura.
Para originar essas linhas, os sinais de Q1 e Q2 devem ser, respectivamente:
03-(UNICAMP-SP) A figura mostra as linhas de força de um campo eletrostático criado por um
sistema de duas cargas puntiformes q1 e q2.
a) Nas proximidades de que carga o campo eletrostático é mais intenso? Por quê?
b) Qual é o sinal do produto q1.q2?
04-(UEG-GO) Linhas de força são linhas tangentes ao vetor campo elétrico em cada um de seus pontos, sendo essas linhas de força orientadas no sentido do vetor campo e perpendiculares às superfícies eqüipotenciais. Das figuras a seguir, qual(is) pode(m) representar as linhas de força de um campo elétrico produzido por cargas elétricas estacionárias?
a) Apenas a figura I.
b) As figuras I e IV.
c) As figuras I, II e IV.
d) As figuras I, III e IV.
e) Todas as figuras.
05-(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.
06-(FUVEST-SP) Três grandes placas P1, P2 e P3, com, respectivamente, cargas +Q, -Q e +2Q, geram campos elétricos uniformes em certas regiões do espaço. A figura 1 abaixo mostra intensidade, direção e sentido dos campos criados pelas respectivas placas P1, P2 e P3, quando vistas de perfil. Colocando-se as placas próximas, separadas pela distância D indicada, o campo elétrico resultante, gerado pelas três placas em conjunto, é representado por
Nota: onde não há indicação, o campo elétrico é nulo
07-(UEM-PR) Considere um corpo metálico descarregado, AB, colocado em repouso em um campo elétrico cujas linhas de força são mostradas na figura a seguir. Assinale o que for correto.
(01) Em virtude da indução eletrostática no corpo metálico, a sua extremidade A ficará eletrizada negativamente e a sua extremidade B ficará eletrizada positivamente.
(02) Nas proximidades da região A do corpo metálico, a intensidade do campo elétrico externo é maior do que nas proximidades da região B.
(04) A força elétrica FA, que age sobre a extremidade A do corpo metálico, aponta para a esquerda da figura.
(08) A força elétrica FB, que age sobre a extremidade B do corpo metálico, aponta para a direita da figura.
(16) Sob a ação das forças FA e FB, o corpo metálico tenderá a se deslocar para a esquerda da figura.
(32) Se as linhas de força do campo elétrico representado na figura fossem paralelas e igualmente espaçadas, FA apontaria para a direita e FB apontaria para a esquerda.
(64) Se as linhas de força do campo elétrico representado na figura fossem paralelas e igualmente espaçadas, o corpo permaneceria em repouso.
08-(PUC-MG) As linhas de força de um campo elétrico são um modo conveniente de visualizar o campo elétrico e indicam a direção do campo em qualquer ponto. Leia as opções abaixo e assinale a afirmativa INCORRETA.
a) O número de linhas que saem ou que entram numa carga puntiforme é proporcional ao valor da carga elétrica.
b) As linhas de força saem da carga negativa e entram na carga positiva.
c) As linhas de força saem da carga positiva e entram na carga negativa.
d) O número de linhas por unidade de área perpendicular às linhas é proporcional à intensidade do campo.
09-(PUC-RS) A figura a seguir representa um campo elétrico não uniforme, uma carga de prova q+ e cinco pontos
A figura a seguir representa um campo elétrico não uniforme, uma carga de prova q+ e cinco pontos quaisquer no interior do campo.
O campo elétrico é mais intenso no ponto
10-(UFV-MG) A figura a seguir representa a configuração de linhas de campo elétrico produzida por
três cargas puntuais,todas com o mesmo módulo Q. Os sinais das cargas A, B e C são, respectivamente:
a) negativo, positivo e negativo.
b) negativo, negativo e positivo.
c) positivo, positivo e positivo.
d) negativo, negativo e negativo.
e) positivo, negativo e positivo.
11-(UFF-RJ) Estão representadas, a seguir, as linhas de força do campo elétrico criado por um dipolo.
Considerando-se o dipolo, afirma-se:
1. 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.
Com relação a estas afirmativas, conclui-se que:
a) apenas a I é correta.
b) apenas a lI é correta.
c) apenas a III é correta.
d) apenas a I e a II são corretas.
e) apenas a lI e a III são corretas.
12-(PUC-PR) As linhas de força foram idealizadas pelo físico inglês Michael Faraday com o objetivo de visualizar o campo elétrico numa região do espaço. Em cada ponto de uma linha de força, a direção do campo elétrico é tangente à linha. Qual das afirmações abaixo NÃO cor responde a uma propriedade das linhas de força?
a) As linhas de força de um campo elétrico uniforme são paralelas e eqüidistantes entre si.
b) Para uma carga puntiforme positiva, as linhas de força apontam “para fora” da carga.
c) As linhas de força “convergem” para cargas puntiformes negativas.
d) Nas vizinhanças da superfície de um condutor isolado e carregado, as linhas de força são perpendiculares à superfície.
e) As linhas de força do campo elétrico são sempre fechadas.
13-(FURG-RS) A Figura mostra as linhas de força do campo elétrico. As afirmativas referem-se a esta figura.
I. A intensidade do campo elétrico E na região A é maior do que na região C
II. Uma carga negativa colocada nas regiões A ou C sofre uma força para a esquerda.
III. Uma carga positiva colocada nas regiões A ou C sofre uma força para a direita.
Está(ão) correta(s):
14-(UFMG-MG) A figura mostra, esquematicamente, as partes principais de uma impressora a jato de tinta.
Durante o processo de impressão, um campo elétrico é aplicado de modo a desviar as gotas eletrizadas. Dessa maneira, as gotas incidem exatamente no lugar programado da folha de papel onde se formará, por exemplo, parte de uma letra. Considere que as gotas são eletrizadas negativamente. Para que elas atinjam o ponto P da figura, o vetor campo elétrico entre as placas defletoras é melhor representado por:
15-(UNIFEI-MG) As figuras abaixo mostram as linhas de força do campo eletrostático criado por um
I II
sistema de duas cargas puntiformes. Quais das respostas abaixo é verdadeira?
a) Em II temos duas cargas negativas de mesmo módulo e em I temos duas cargas positivas de mesmo módulo.
b) Em II e em I as duas cargas apresentam sinais opostos. Nada podemos dizer sobre os módulos das cargas.
c) Em II temos duas cargas positivas de mesmo módulo e em I temos duas cargas de módulos diferentes e sinais opostos.
d) As cargas em I e II apresentam módulos diferentes. Nada podemos dizer sobre o sinal das cargas.
e) Todas as respostas estão erradas.
16-(UFRGS) Uma carga de –10-6 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 =3,8.108m; k = 9.109Nm2/C2
17-(PUC-RS) Uma carga de 2,0 . 10-7C encontra-se isolada, no vácuo, distante 6,0cm de um ponto P. Dado: K0 = 9,0 . 109 unidades SI Qual a proposição correta?
a) O vetor campo elétrico no ponto P está voltado para a carga.
b) O campo elétrico no ponto P é nulo porque não há nenhuma carga elétrica em P.
c) O potencial elétrico no ponto P é positivo e vale 3,0 . 104V.
d) O potencial elétrico no ponto P é negativo e vale -5,0 . 104V.
e) Em P são nulos o campo elétrico e o potencial, pois aí não existe carga elétrica.
18-(PUC-SP) Dois pontos A e B tem potenciais, em relação a um nível no infinito, iguais a 150V e 100V, respectivamente. Supondo que se passe a medir os potenciais em relação a B, o novo potencial de A será, em volts:
19-(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.
20-(UECE-CE) “n” prótons, cada um de carga q, foram distribuídos aleatoriamente ao longo de um arco de círculo de 60° e raio r, conforme ilustra a figura.
conforme ilustra a figura. Considerando k = 1/(4πεo) e o potencial de referência no infinito igual a zero, assinale a alternativa que contém o valor do potencial elétrico no ponto O devido a esses prótons.
21-(FMVASSOURAS-MG) Três vértices não consecutivos de um hexágono regular são ocupados por cargas elétricas pontuais.
Duas destas cargas têm o mesmo valor q e a terceira vale Q. Sendo nulo o potencial elétrico no vértice A não ocupado por carga, é correto afirmar que:
a) Q = -q
b) Q = -2q
c) Q = -3q
d) Q = -4q
e) Q = -6q
22-(UNICAMP-SP) Considere uma molécula diatômica iônica. Um átomo tem carga q=1,6.10-19C, e o
outro tem carga oposta. A distancia interatômica de equilíbrio é 2,0.10-10m. No Sistema Internacional K é igual a 9,0.109. Na distância de equilíbrio, a força de atração entre as cargas é anulada por outras forças internas da molécula.
a) Qual é a resultante das outras forças internas que anula a força de atração entre as cargas.
b) Considerando que, para distâncias interatômicas maiores que a distância de equilíbrio, as outras forças internas são desprezíveis, determine a energia necessária para separar completamente as duas cargas, isto é, para dissociar a molécula em dois íons.
23-(FUVEST-SP) Quando se aproximam duas partículas que se repelem, a energia potencial das duas partículas:
a) aumenta
b) diminui
c) fica constante
d) diminui e, em seguida, aumenta;
e) aumenta e, em seguida, diminui.
24-(UFLavras-MG) O diagrama potencial elétrico versus distância de uma carga elétrica puntiforme Q no vácuo é mostrado abaixo. Considere a constante eletrostática do vácuo Ko=9.109N.m2/C2.
Pode-se afirmar que o valor de Q é:
a) +3,0.10-12C
b) +0,1.10-12C
c) +3,0.10-9C
d) +0,1.10-9C
e) -3,0.10-12C
25-(UNICAMP) Uma carga de -2,0.10-9C está na origem de um eixo X. A diferença de potencial
entre x1 = 1,0m e x2 = 2,0m (em V) é:
26-(PUC-MG) A diferença de energia potencial elétrica existente entre duas cargas puntiformes separadas por uma certa distância ficará inalterada se:
a) as cargas forem mantidas e a distância dividida por dois.
b) cada carga for dobrada e a distância também.
c) uma das cargas for dobrada e a distância multiplicada por quatro.
d)cada carga for quadruplicada e distância dividida por dois.
e) cada carga for dobrada e a distância multiplicada por quatro.
27-(UNESP-SP) Na configuração de cargas da figura, qual é a expressão que representa o potencial elétrico no ponto P?
(K = constante eletrostática do vácuo)
28-(PUC-RJ) Uma carga positiva puntiforme é liberada a partir do repouso em uma região do espaço onde o campo elétrico é uniforme e constante. Se a partícula se move na mesma direção e sentido do campo elétrico, a energia potencial eletrostática do sistema
a) aumenta e a energia cinética da partícula aumenta.
b) diminui e a energia cinética da partícula diminui.
c) e a energia cinética da partícula permanecem constantes.
d) aumenta e a energia cinética da partícula diminui.
e) diminui e a energia cinética da partícula aumenta.
29- (UFRS-RS) Duas cargas elétricas puntiformes, de mesmo módulo e sinais contrários, estão
fixas nos pontos X e Y representados na figura. Em que pontos indicados na figura a diferença de potencial gerada pelas cargas é nula?
30-(PUC-RS) Uma carga elétrica puntual Q está colocada em um ponto P como mostra a figura.
Os pontos que se encontram no mesmo potencial elétrico são, respectivamente,
31-(PUC-MG) As configurações A, B e C, que representam quatro cargas de mesmo valor, situadas nos vértices de um quadrado, conforme a figura abaixo, serão utilizadas nas questões_31 e 32.
Escolha a opção que contenha a configuração ou configurações em que o campo elétrico no centro do quadrado tenha o maior valor:
32-(PUC-MG) Escolha a opção que contenha a configuração ou configurações em que o potencial elétrico no centro do quadrado tenha o menor valor:
a) A
b) B
c) C
d) B e C
e) A, B e C
33-(UESB-BA) Uma carga elétrica q > 0, abandonada em repouso na região de um campo elétrico
uniforme 
, irá se movimentar:
(01) em sentido contrário à orientação de .
(02) em trajetória retilínea, mantendo velocidade constante .
(03) sujeita a uma força elétrica de módulo igual a F=E/q.
(04) aumentando a sua energia potencial elétrica.
(05) mantendo constante a sua energia mecânica.
34-(UFRS-RS) A figura a seguir representa duas cargas elétricas puntiformes, mantidas fixas em suas posições, de valores + 2q e – q, sendo q o módulo de uma carga de referência.
Considerando-se zero o potencial elétrico no infinito, é correto afirmar que o potencial elétrico criado pelas duas cargas será zero também nos pontos
35-(UFCE) Duas cargas puntiformes de valores Q e -3Q estão separadas por uma distancia de 104 cm, conforme a figura.
O ponto A e pontos infinitamente distantes das cargas têm potencial nulo. Qual é, em centímetros, a distancia entre a carga -3Q e o ponto A.
36-(FUVEST-SP) Um sistema formado por três cargas puntiformes iguais, colocadas em repouso nos vértices de um triângulo
eqüilátero, tem energia potencial eletrostática igual a U. Substitui-se uma das cargas por outra, na mesma posição, mas com o dobro do valor. A energia potencial eletrostática do novo sistema será igual a:
37-(PUC-RJ) Duas partículas de cargas q1 = 4.10-5 C e q2 = 1.10-5 C estão alinhadas no eixo x sendo a separação entre elas de 6 m.
Sabendo que q1 encontra-se na origem do sistema de coordenadas e considerando k = 9.109Nm2/C2, determine:
a) a posição x, entre as cargas, onde o campo elétrico é nulo;
b) o potencial eletrostático no ponto x = 3 m;
c) o módulo, a direção e o sentido da aceleração, no caso de ser colocada uma partícula de carga q3 = – 1 . 10-5 C e
massa m3 = 1,0 kg, no ponto do meio da distância entre q1 e q2.
38-(MACKENZIE-SP) 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 (k = 9.109 N.m2/C2), determine o valor dessa carga.
39-(UDESC-SC) O gráfico a seguir representa a variação da energia potencial de uma carga elétrica de 10-6 C, no vácuo, submetida apenas à ação de um campo elétrico uniforme e paralelo ao eixo x. Em x = 0,0 cm, a energia cinética da carga é nula.
Determine o potencial elétrico em x = 0,6 cm.
40-(ITA-SP) Três esferas condutoras, de raio a e carga Q, ocupam os vértices de um triângulo equilátero de lado b > a, conforme mostra a figura (1). Considere as figuras (2), (3) e (4), em que, respectivamente, cada uma das esferas se liga e desliga da Terra, uma de cada vez. Determine, nas situações (2), (3) e (4), a carga das esferas Q1, Q2 e Q3, respectivamente, em função de a, b e Q.
41-(UFC) Na figura a seguir, é mostrada uma distribuição de três partículas carregadas (duas com carga positiva e uma com carga negativa) localizadas ao longo dos eixos perpendiculares de um dado sistema de referência. Todas as distâncias estão em unidades arbitrárias (u.a.). As cargas positivas, ambas iguais a q, estão fixas nas coordenadas (x,y), iguais a (4,0) e (- 4,0). A carga negativa, igual a – q, está localizada, inicialmente em repouso, no ponto A, cujas coordenadas são (0,3). A aceleração da gravidade local é constante (módulo g) e aponta no sentido negativo do eixo y do sistema de referência, que está na vertical. Todas as partículas possuem a mesma massa m. A constante eletrostática no meio em que as partículas carregadas estão imersas é K.
Determine o módulo da velocidade com que a partícula com carga negativa chega ao ponto P, localizado pelas coordenadas (x,y) = (0,-3).
42-(ENEM-MEC) As células possuem potencial de membrana, que pode ser classificado em repouso ou ação, e é uma estratégia eletrofisiológica interessante e simples do ponto de vista físico. Essa característica eletrofisiológica está presente na figura a seguir, que mostra um potencial de ação disparado por uma célula que compõe as fibras de Purkinje, responsáveis por conduzir os impulsos elétricos para o tecido cardíaco, possibilitando assim a contração cardíaca. Observa-se que existem quatro fases envolvidas nesse potencial de ação, sendo denominadas fases 0, 1, 2 e 3.
O potencial de repouso dessa célula é -100 mV, e quando ocorre influxo de íons Na+ e Ca2+, a polaridade celular pode atingir valores de até +10 mV, o que se denomina despolarização celular. A modificação no potencial de repouso pode disparar um potencial de ação quando a voltagem da membrana atinge o limiar de disparo que está representado na figura pela linha pontilhada. Contudo, a célula não pode se manter despolarizada, pois isso acarretaria a morte celular. Assim, ocorre a repolarização celular, mecanismo que reverte a despolarização e retorna a célula ao potencial de repouso. Para tanto, há o efluxo celular de íons K+.
Qual das fases, presentes na figura, indica o processo de despolarização e repolarização celular, respectivamente?
a) Fases 0 e 2.
b) Fases 0 e 3.
c) Fases 1 e 2.
d) Fases 2 e 0.
e) Fases 3 e 1.
43-(CESGRANRIO-RJ) Um sistema tridimensional de coordenadas ortogonais, graduadas em metros, encontra-se em um meio cuja constante eletrostática é 1,3.109N.m2/C2 Nesse meio, há apenas três cargas positivas puntiformes Q1, Q2 e Q3, todas
com carga igual a 1,44.10-4 C. Essas cargas estão fixas, respectivamente, nos pontos (0,b,c), (a,0,c) e (a,b,0). Os números a, b e c (c < a < b) são as raízes da equação x3 – 19x2 + 96x – 144 = 0.
Adotando-se o referencial no infinito, o potencial elétrico, em kV, gerado pela carga Q3 no ponto (0,0,c) é
44- (ITA-SP)
Considere as cargas elétricas q1 = 1 C, situada em x = – 2 m, e q2 = – 2 C, situada em x = – 8 m. Então, o lugar geométrico dos pontos de potencial nulo é
a) uma esfera que corta o eixo x nos pontos x = – 4 m e x = 4m.
b) uma esfera que corta o eixo x nos pontos x = – 16 m e x = 16 m.
c) um elipsoide que corta o eixo x nos pontos x = – 4 m e x = 16 m.
d) um hiperboloide que corta o eixo x no ponto x = – 4 m.
e) um plano perpendicular ao eixo x que o corta no ponto x = – 4 m.
45-(UFG-G0)
Uma carga puntiforme Q gera uma superfície equipotencial de 2,0V a uma distância de 1,0m de sua posição. Tendo
em vista o exposto, calcule a distância entre as superfícies equipotenciais que diferem dessa por 1,0V
46-(UERJ-RJ)
Em um laboratório, um pesquisador colocou uma esfera eletricamente carregada em uma câmara na qual foi feito vácuo.
O potencial e o módulo do campo elétrico medidos a certa distância dessa esfera valem, respectivamente, 600 V e 200 V/m.
Determine o valor da carga elétrica da esfera.
47-(IFSP-SP)
Na figura a seguir, são representadas as linhas de força em uma região de um campo elétrico. A partir dos pontos A, B, C, e D situados nesse campo, são feitas as seguintes afirmações:
I. A intensidade do vetor campo elétrico no ponto B é maior que no ponto C.
II. O potencial elétrico no ponto D é menor que no ponto C.
III. Uma partícula carregada negativamente, abandonada no ponto B, se movimenta espontaneamente para regiões de menor potencial elétrico.
IV. A energia potencial elétrica de uma partícula positiva diminui quando se movimenta de B para A.
É correto o que se afirma apenas em
a) I.
b) I e IV.
c) II e III.
d) II e IV.
e) I, II e III.
48-(UFPE-PE)
O gráfico mostra a dependência do potencial elétrico criado por uma carga pontual, no vácuo, em função da distância à
carga. Determine o valor da carga elétrica. Dê a sua resposta em unidades de 10-9 C.
49-(FGV-SP)
A figura seguinte representa algumas linhas de força de um campo elétrico uniforme e três pontos internos A, B e C desse campo. A reta que passa pelos pontos A e C é perpendicular às linhas de força.
É correto afirmar que
(A) A e B têm o mesmo potencial elétrico, sendo este maior que o de C.
(B) A e B têm o mesmo potencial elétrico, sendo este menor que o de C.
(C) A e C têm o mesmo potencial elétrico, sendo este maior que o de B.
(D) os potenciais elétricos dos pontos A, B e C guardam a relação VA<VB<VC.
(E) os potenciais elétricos dos pontos A, B e C guardam a relação VA>VB>VC.
50-(AFA)
A figura abaixo representa as linhas de força de um determinado campo elétrico.
Sendo VA, VB, e VC os potenciais eletrostáticos em três pontos A, B e C, respectivamente, com 0 < VA – VC < V B – VC, pode-se afirmar que a
posição desses pontos é melhor representada na alternativa
51-(MACKENZIE-SP)
Um aluno, ao estudar Física, encontra no seu livro a seguinte questão: “No vácuo ( k = 9.109 N.m2/C2),
uma carga puntiforme Q gera, à distância D, um campo elétrico de intensidade 360 N/C e um potencial elétrico de 180 V, em relação ao infinito”. A partir dessa afirmação, o aluno determinou o valor correto dessa carga como sendo
52-(FUVEST-SP)
Em uma aula de laboratório, os estudantes foram divididos em dois grupos. O grupo A fez
experimentos com o objetivo de desenhar linhas de campo elétrico e magnético. Os desenhos feitos estão apresentados nas figuras I, II, III e IV abaixo.
Aos alunos do grupo B, coube analisar os desenhos produzidos pelo grupo A e formular hipóteses. Dentre elas, a única correta é que as figuras I, II, III e IV podem representar, respectivamente, linhas de campo
a) eletrostático, eletrostático, magnético e magnético.
b) magnético, magnético, eletrostático e eletrostático.
c) eletrostático, magnético, eletrostático e magnético.
d) magnético, eletrostático, eletrostático e magnético.
e) eletrostático, magnético, magnético e magnético.