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Campo Elétrico

Lista de 20 exercícios de Física com gabarito sobre o tema Campo Elétrico com questões de Vestibulares.


Você pode conferir as videoaulas, conteúdo de teoria, e mais questões sobre o tema aqui.




1. (PUC) Considere um condutor carregado e em equilíbrio eletroestático; então

  1. o campo elétrico interno resultante é não-nulo
  2. o campo elétrico é constante apenas nos pontos internos
  3. o campo elétrico é constante apenas nos pontos superficiais
  4. nos pontos superficiais, o vetor campo elétrico tem direção perpendicular à superfície
  5. nos pontos superficiais, o vetor campo elétrico tem direção paralela à superfície

Resposta: D

Resolução:

Quando um condutor está em equilíbrio eletroestático, o campo elétrico em seu interior é nulo. Isso ocorre porque as cargas em excesso no condutor distribuem-se de forma que anulam o campo elétrico produzido por elas.

Nos pontos superficiais do condutor, o vetor campo elétrico tem direção perpendicular à superfície. Isso ocorre devido à distribuição das cargas na superfície do condutor em equilíbrio, que se distribuem de forma que o campo elétrico seja perpendicular à superfície em cada ponto.

2. (FAU) Uma esfera metálica é eletrizada negativamente. Se ela se encontra isolada, sua carga

  1. acumula-se no seu centro
  2. distribui-se uniformemente por todo o seu volume
  3. distribui-se por todo o volume e com densidade aumentando com a distância ao seu centro
  4. distribui-se por todo o volume e com densidade diminuindo com a distância ao seu centro
  5. distribui-se uniformemente pela sua superfície

Resposta: E

Resolução: A resposta correta é a opção (e) a carga distribui-se uniformemente pela sua superfície.

Quando uma esfera metálica é eletrizada negativamente e se encontra isolada, as cargas em excesso se distribuem de forma a atingir o equilíbrio eletrostático. Como o metal é um bom condutor, as cargas livres se movem facilmente através dele.

No caso de uma esfera metálica isolada, a carga em excesso distribui-se uniformemente pela sua superfície. Isso ocorre porque, em equilíbrio, as cargas elétricas se repelem e se distribuem de maneira a minimizar a energia eletrostática. A distribuição uniforme na superfície da esfera garante que as cargas se afastem o máximo possível umas das outras.

3. (UFJF) Uma gotícula de óleo de massa = 9,6 x 10 -15 kg e carregada com carga elétrica q = -3,2 x 10-19 C, cai verticalmente no vácuo. Num certo instante, liga-se nesta região um campo elétrico uniforme, vertical e apontando para baixo. O módulo desse campo elétrico é ajustando até que a gotícula passa cair em movimento retilíneo e uniforme. Nesta situação, qual o valor do módulo do campo elétrico?

  1. 3,0 x 105 N/C
  2. 2,0 x 107 N/C
  3. 5,0 x 103 N/C
  4. 8,0 x 10-3 N/C

Resposta: A

Resolução: Para determinar o valor do módulo do campo elétrico necessário para que a gotícula de óleo caia em movimento retilíneo e uniforme, podemos utilizar a força elétrica e a força gravitacional.

A força elétrica atuando na gotícula é dada pela fórmula:

F elétrica = q * E

Onde:

F elétrica é a força elétrica

q é a carga elétrica da gotícula

E é o campo elétrico

A força gravitacional atuando na gotícula é dada pela fórmula:

F gravitacional = m * g

Onde:

F gravitacional é a força gravitacional

m é a massa da gotícula

g é a aceleração da gravidade (aproximadamente 9,8 m/s2)

Quando a gotícula está em movimento retilíneo e uniforme, as forças elétrica e gravitacional estão em equilíbrio, ou seja:

F elétrica = F gravitacional

Substituindo as fórmulas das forças elétrica e gravitacional, temos:

q * E = m * g

Agora, podemos substituir os valores dados:

q = -3,2 x 10-19 C

m = 9,6 x 10-15 kg

g = 9,8 m/s2

-3,2 x 10-19 C * E = 9,6 x 10-15 kg * 9,8 m/s2

E = (9,6 x 10-15 kg * 9,8 m/s2) / (-3,2 x 10-19 C)

Calculando o valor do campo elétrico, encontramos:

E = -29,4 x 104 N/C

O valor do módulo do campo elétrico é dado pelo valor absoluto:

|E| = 29,4 x 104 N/C

A resposta correta é a opção (A) 3,0 x 105 N/C.

04. (FCM-PB) Qual a intensidade do vetor campo elétrico observado em um ponto 3 metros distante da carga de 3 x 10-4C que produz o campo?

Dado: a constante eletrostática vale 9 x 109 Nm2 / C2.

  1. 1,5 x 10-5 N/C
  2. 5 x 105 N/C
  3. 9 x 105 N/C
  4. 3 x 104 N/C
  5. 3 x 105 N/C

Resposta: E

Resolução: Para determinar a intensidade do vetor campo elétrico em um ponto a uma certa distância de uma carga, podemos utilizar a fórmula:

E = k * |Q| / r²

Onde:

E é a intensidade do vetor campo elétrico

k é a constante eletrostática (9 x 10^9 Nm²/C²)

|Q| é o valor absoluto da carga (3 x 10^-4 C)

r é a distância entre o ponto e a carga (3 m)

Substituindo os valores na fórmula, temos:

E = (9 x 10^9 Nm²/C²) * (3 x 10^-4 C) / (3 m)²

E = (9 x 10^9 Nm²/C²) * (3 x 10^-4 C) / 9 m²

E = (27 x 10^5 N) / 9 m²

E = 3 x 10^5 N/m²

A intensidade do vetor campo elétrico observado no ponto é 3 x 10^5 N/C.

05. (Unit-AL) Um campo elétrico existe em um ponto se uma partícula de prova carregada colocada em repouso nesse ponto experimentar uma força elétrica.

Considerando-se uma carga elétrica pontual de 12µC localizada no vácuo e a constante eletrostática do vácuo igual a 9.109 Nm²/C², é correto afirmar que, em um ponto distante 20,0cm dessa carga, uma carga de prova sentirá um campo elétrico, em MN/C, igual a

  1. 2,5
  2. 2,7
  3. 2,9
  4. 3,1
  5. 3,6

Resposta: B

Resolução: Para determinar o campo elétrico em um ponto distante de uma carga, podemos utilizar a fórmula:

E = k * |Q| / r^2

Onde:

E é o campo elétrico

k é a constante eletrostática do vácuo (9 x 10^9 Nm²/C²)

|Q| é o valor absoluto da carga (12 µC = 12 x 10^-6 C)

r é a distância entre o ponto e a carga (20,0 cm = 0,20 m)

Substituindo os valores na fórmula, temos:

E = (9 x 10^9 Nm²/C²) * (12 x 10^-6 C) / (0,20 m)^2

E = (9 x 10^9 Nm²/C²) * (12 x 10^-6 C) / 0,04 m²

E = (108 x 10^3 N) / 0,04 m²

E = 2,7 x 10^6 N/m²

Para converter para MN/C, devemos dividir o resultado por 10^6:

E = 2,7 x 10^6 N/m² / 10^6

E = 2,7 MN/C

A intensidade do campo elétrico em um ponto distante 20,0 cm da carga é 2,7 MN/C.

06. (Mack) A intensidade do campo elétrico ( E ) e do potencial elétrico (V) em um ponto P gerado pela carga puntiforme Q são, respectivamente, 50 N c e 100 V . A distância d que a carga puntiforme se encontra do ponto P, imersa no ar, é

  1. 1,0 m
  2. 2,0 m
  3. 3,0 m
  4. 4,0 m
  5. 5,0 m

Resposta: B

Resolução:

07. (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

  1. A e B têm o mesmo potencial elétrico, sendo este maior que o de C.
  2. A e B têm o mesmo potencial elétrico, sendo este menor que o de C.
  3. A e C têm o mesmo potencial elétrico, sendo este maior que o de B.
  4. os potenciais elétricos dos pontos A, B e C guardam a relação VA
  5. os potenciais elétricos dos pontos A, B e C guardam a relação VA > VB > VC.

Resposta: C

Resolução: Na figura fornecida, podemos observar que as linhas de força do campo elétrico uniforme são perpendiculares à reta que passa pelos pontos A e C. Isso nos indica que o potencial elétrico é constante ao longo dessa reta. Portanto, os pontos A e C têm o mesmo potencial elétrico.

Por outro lado, o ponto B está localizado em uma região onde as linhas de força estão mais afastadas, o que indica que o campo elétrico é mais fraco nessa região. Portanto, o potencial elétrico no ponto B é menor do que nos pontos A e C.

08. (Unaerp) Quando necessário, utilize g = 10m/s²

O campo elétrico em um ponto P é Ep. Quando uma carga de prova qo de 20nC é posicionada nesse ponto P, sofre uma força de 0,002N. Sabendo-se que a carga puntual geradora do campo elétrico está posicionada a uma distância de 2m, podemos afirmar que o módulo da carga geradora do campo é, em µC,

Dados: k = 9x109 N.m²/C²

  1. 44,4
  2. 60,0
  3. 62,0
  4. 74,4
  5. 75,5

Resposta: A

Resolução: Podemos usar a fórmula da força elétrica para encontrar o valor da carga geradora do campo elétrico:

F = k * |q1| * |q2| / r^2

Onde:

F é a força elétrica (0,002 N)

k é a constante eletrostática (9 x 10^9 N.m²/C²)

|q1| é o valor absoluto da carga geradora do campo (que queremos encontrar)

|q2| é o valor absoluto da carga de prova (20 nC = 20 x 10^-9 C)

r é a distância entre as cargas (2 m)

Vamos substituir os valores na fórmula:

0,002 N = (9 x 10^9 N.m²/C²) * |q1| * (20 x 10^-9 C) / (2 m)^2

0,002 N = (9 x 10^9 N.m²/C²) * |q1| * (20 x 10^-9 C) / 4 m²

Simplificando os valores, temos:

0,002 N = (180 x 10^0 N.m²/C²) * |q1| * (2 x 10^-9 C) / 4 m²

0,002 N = (180 N.m²/C²) * |q1| * (2 x 10^-9 C) / 4 m²

0,002 = 90 * |q1| * 2 / 4

0,002 = 45 * |q1| / 4

Multiplicando ambos os lados por 4, temos:

0,008 = 45 * |q1|

Dividindo ambos os lados por 45, temos:

|q1| = 0,008 / 45

|q1| = 0,0001777778 C

Convertendo para µC, temos:

|q1| = 177,7778 µC

Portanto, o módulo da carga geradora do campo é aproximadamente 177,7778 µC.

09. (Mackenzie) Uma partícula eletrizado com carga elétrica Q, fixa em um ponto do vácuo, cria a 50 cm dela um campo elétrico tal que, quando colocamos uma carga de prova de 2 μC nesse ponto, ela fica sujeita a uma força elétrica de repulsão de intensidade 576 x 10-3 N. O valor de Q é: (Dado: K = 9 x109 Nm²/C²)

  1. 4 µC
  2. 6 µC
  3. 8 μC
  4. 10 µC
  5. 12 µC

Resposta: C

Resolução:

10. (UFRGS) O módulo do vetor campo elétrico produzido por uma carga elétrica puntiforme em um ponto P é igual a E. Dobrando-se a distância entre a carga e o ponto P, por meio do afastamento da carga, neste caso, o módulo do vetor campo elétrico nesse ponto fica:

  1. E/2
  2. E/4
  3. 2 E
  4. 4 E

Resposta: B

Resolução: O campo elétrico gerado por uma carga puntiforme segue a seguinte relação com a distância:

E = k * |q| / r^2

Onde:

E é o campo elétrico

k é a constante eletrostática

|q| é o valor absoluto da carga

r é a distância entre a carga e o ponto P

Se dobrarmos a distância entre a carga e o ponto P, a nova distância será 2r. Substituindo esse valor na fórmula, obtemos:

E' = k * |q| / (2r)^2

= k * |q| / (4r^2)

= E/4

Portanto, o módulo do vetor campo elétrico nesse ponto P fica reduzido à metade (E/2).

11. (UPE) Considere o módulo da aceleração da gravidade como g = 10,0 m/s² ; o módulo da carga do elétron como e = 1,6 x 10-19C; massa do próton mp = 1,7 x 10-27kg; massa do elétron me = 9,1 x 10-31kg. Utilize π = 3, constante de Planck h = 6,6 x 10-34Js ou 4,14 x 10-15eV, e a velocidade da luz como c = 3 x 108m/s

Uma partícula de carga +4,0 mC e massa 20 g se move horizontalmente em um meio resistivo sob a influência de um campo elétrico, conforme ilustra a figura a seguir. A partícula parte do repouso em x = 0 e o módulo do campo elétrico, que aponta no sentido do movimento, depende da posição x da carga conforme o gráfico a seguir.

Se a velocidade da partícula em x = 12 m é igual a 10 m/s, então o trabalho resistivo do meio é

  1. – 1,4 J
  2. – 1,0 J
  3. – 0,8 J
  4. – 0,6 J
  5. – 0,2 J

Resposta: E

Resolução:

12. (UECE) Considere um capacitor ideal, composto por um par de placas metálicas paralelas, bem próximas uma da outra, e carregadas eletricamente com cargas opostas.

Na região entre as placas, distante das bordas, o vetor campo elétrico

  1. tem direção tangente às placas.
  2. tem direção normal às placas.
  3. é nulo, pois as placas são condutoras.
  4. é perpendicular ao vetor campo magnético gerado pela distribuição estática de cargas nas placas.

Resposta: B

Resolução:

13. (FCMMG) Duas partículas com cargas de mesmo sinal Q1 e Q2 encontram-se nos vértices do lado horizontal de um quadrado. O ponto P situa-se na metade de uma das arestas do quadrado menor, como ilustrado na figura. A carga Q1 cria no ponto P um campo elétrico de módulo E.

Para que o campo elétrico resultante no ponto P, devido às duas cargas, seja na direção vertical, o campo elétrico criado pela carga Q2 terá módulo de

  1. 2E.
  2. 3E.
  3. E/2.
  4. E/3.

Resposta: C

Resolução:

14. (Unit-AL) O campo elétrico é o responsável por fazer cargas elétricas se movimentarem em um circuito elétrico e o seu sentido depende, exclusivamente, do sinal da carga elétrica. Considere duas cargas pontuais A e B, de cargas QA = 200,0nC e QB = − 400,0nC fixas nos pontos A e B, respectivamente, distantes de 6,0m, conforme mostra a figura.

Com base nessas informações e sabendo-se que a constante eletrostática no meio é igual a 9.109 N.m² /C², é correto afirmar que a intensidade do campo elétrico resultante no ponto C, situado a 2,0m do ponto A, em kN/C, é igual a

  1. 0,854
  2. 0,786
  3. 0,675
  4. 0,543
  5. 0,418

Resposta: C

Resolução: Temos duas cargas com sentidos opostos (sai do positivo e entra no negativo), no caso calcular o campo elétrico, temos sempre o modulo e para achar o valor do campo entre as cargas, temos que somar o valor dos campos produzidos pelos mesmos!.SOMA DE VETOR: = 2,25 + 4,5= 6,75N/m

15. (UERJ) Na ilustração, estão representados os pontos I, II, III e IV em um campo elétrico uniforme.

Uma partícula de massa desprezível e carga positiva adquire a maior energia potencial elétrica possível se for colocada no ponto:

  1. I
  2. II
  3. III
  4. IV

Resposta: A

Resolução:

16. (FAMERP) A figura representa um elétron atravessando uma região onde existe um campo elétrico. O elétron entrou nessa região pelo ponto X e saiu pelo ponto Y, em trajetória retilínea.

Sabendo que na região do campo elétrico a velocidade do elétron aumentou com aceleração constante, o campo elétrico entre os pontos X e Y tem sentido

  1. de Y para X, com intensidade maior em Y.
  2. de Y para X, com intensidade maior em X.
  3. de Y para X, com intensidade constante.
  4. de X para Y, com intensidade constante.
  5. de X para Y, com intensidade maior em X.

Resposta: C

Resolução:

17. (UFMS) Uma partícula de massa 2,5.10-21kg move-se 4 cm, a partir do repouso, entre duas placas metálicas carregadas que geram um campo elétrico uniforme de módulo igual a 1.105 N/C. Considerando que para percorrer essa distância a partícula gasta um tempo de 4.10-6 s, a opção que dá corretamente o valor da carga elétrica é:

  1. 1,25. 10-16C.
  2. 1,75. 10-16C.
  3. 2,25. 10-15C.
  4. 1,45. 10-15C.
  5. 1,15. 10-15C.

Resposta: A

Resolução:

18. (PUC-Campinas) No interior das válvulas que comandavam os tubos dos antigos televisores, os elétrons eram acelerados por um campo elétrico. Suponha que um desses campos, uniforme e de intensidade 4,0 × 10² N/C, acelerasse um elétron durante um percurso de 5,0 × 10−4 m. Sabendo que o módulo da carga elétrica do elétron é 1,6 × 10−19 C, a energia adquirida pelo elétron nesse deslocamento era de

  1. 2,0 × 10−25 J.
  2. 3,2 × 10−20 J.
  3. 8,0 × 10−19 J.
  4. 1,6 × 10−17 J.
  5. 1,3 × 10−13 J.

Resposta: B

Resolução: Começa em 18:55

19. (FAG) 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:

  1. ambas as esferas é igual.
  2. uma esfera é 1/2 do campo gerado pela outra esfera.
  3. uma esfera é 1/3 do campo gerado pela outra esfera.
  4. uma esfera é 1/4 do campo gerado pela outra esfera.
  5. ambas as esferas é igual a zero.

Resposta: B

Resolução: A resposta correta é a opção B: o campo elétrico gerado por uma das esferas é metade do campo gerado pela outra esfera.

Isso ocorre porque o campo elétrico gerado por uma carga pontual é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre a carga e o ponto onde se quer medir o campo. Nesse caso, a carga na primeira esfera é Q e a carga na segunda esfera é 2Q.

A distância entre as esferas é de 1,0 m, então a meia distância entre elas é de 0,5 m. Se chamarmos de E1 o campo elétrico gerado pela primeira esfera a uma distância de 0,5 m e de E2 o campo elétrico gerado pela segunda esfera a essa mesma distância, temos:

E1 = k(Q) / (0,5)^2

E2 = k(2Q) / (0,5)^2

Onde k é a constante eletrostática. Dividindo essas duas equações, temos:

E1 / E2 = (k(Q) / (0,5)^2) / (k(2Q) / (0,5)^2)

= Q / (2Q)

= 1/2

Portanto, o campo elétrico gerado por uma das esferas é metade do campo gerado pela outra esfera.

20. (UNIFOR) Uma carga negativa se encontra numa região do espaço onde há um campo elétrico dirigido verticalmente para baixo. Pode-se afirmar que a força elétrica atuante sobre ela é:

  1. nula.
  2. para baixo.
  3. para cima.
  4. horizontal para esquerda.
  5. horizontal para direita.

Resposta: C

Resolução: A resposta correta é a opção C: a força elétrica atuante sobre a carga negativa é para cima.

Uma carga negativa é atraída por campos elétricos positivos. Como o campo elétrico está dirigido verticalmente para baixo, isso significa que há uma região com cargas positivas acima da carga negativa.

De acordo com a Lei de Coulomb, a força elétrica entre duas cargas é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. Nesse caso, a carga negativa será atraída pelas cargas positivas acima dela e, portanto, a força elétrica atuante sobre ela será para cima.

Portanto, a força elétrica atuante sobre a carga negativa é para cima.

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