Lição de casa da aula: Resistência e Resistividade de Condutores Física • 9º Ano

Nesta atividade, nós vamos praticar a relacionar as dimensões e o movimento de elétrons livres através de um objeto à sua resistência.

Questão 1

Qual das seguintes fórmulas relaciona corretamente a resistividade 𝜌 de uma substância à resistência de um objeto de comprimento 𝑙 , que é feito da mesma substância, se o objeto tiver uma área de seção transversal 𝐴 e uma resistência 𝑅?

  • A𝑅=𝜌𝐴𝑙
  • B𝜌=𝑅𝑙𝐴
  • C𝑅=𝜌𝐴𝑙
  • D𝑅=𝜌𝑙𝐴

Questão 2

Um fio feito de uma substância desconhecida tem uma resistência de 125 mΩ. O fio tem um comprimento de 1,8 m e uma área transversal de 2,35×10 m2. Qual é a resistividade da substância da qual o fio é feito?

  • A9,6×10 Ω⋅m
  • B5,3×10 Ω⋅m
  • C9,6×10 Ω⋅m
  • D1,6×10 Ω⋅m
  • E1,6×10 Ω⋅m

Questão 3

Um fio de cobre com resistência de 12,8 mΩ tem uma área transversal de 1,15×10 m. Encontre o comprimento do fio. Use 1,7×10 Ω⋅m para resistividade do cobre.

Questão 4

Os fios que transportam corrente de uma estação de energia para uma subestação possuem 7,25 km de comprimento. Eles são feitos de cobre com uma resistividade de 1,7×10 Ω⋅m. A corrente através dos fios é 450 mA. A potência dissipada pelos fios não deve ser superior a 15 W. Qual é a área de seção transversal mínima necessária para os fios que transmitem a corrente?

  • A3,7×10 m2
  • B1,7×10 m2
  • C1,7×10 m2
  • D8,2×10 m2
  • E3,7×10 m2

Questão 5

O diagrama mostra dois circuitos idênticos. Cada fio condutor do circuito teve uma secção sua ampliada para mostrar os iões de que o fio condutor é composto e os eletrões livres que se movem entre estes iões. Os fios condutores são ambos formados pela mesma substância.

Qual das seguintes afirmações indica corretamente as resistividades das secções de fio condutor no diagrama (a) e no diagrama (b) em comparação um com o outro?

  • AA resistividade da secção no diagrama (a) é maior do que a resistividade da secção no diagrama (b).
  • BA resistividade da secção no diagrama (b) é maior do que a resistividade da secção no diagrama (a).
  • CAs resistividades são as mesmas em ambas as secções.

Qual das seguintes afirmações indica corretamente como as áreas das secções transversais dos fios se comparam uma com a outra?

  • AA área da secção transversal do fio no diagrama (b) é maior do que a área da secção transversal do fio no diagrama (a).
  • BAs áreas das secções transversais dos fios são iguais.
  • CA área da secção transversal do fio no diagrama (a) é maior do que a área da secção transversal do fio no diagrama (b).

Qual das seguintes afirmações descreve corretamente como o tempo médio demorado por um eletrão livre de um lado da secção ao outro no diagrama (a) se compara com o tempo médio demorado por um eletrão livre de um lado da secção ao outro no diagrama (b)?

  • AO tempo demorado na secção do diagrama (b) é maior.
  • BO tempo demorado na secção do diagrama (a) é maior.
  • CO tempo demorado é igual em ambas as secções.

Qual das seguintes afirmações descreve corretamente como a resistência da secção de fio condutor no diagrama (a) se compara com a resistência da secção de fio condutor no diagrama (b)?

  • AA resistência da secção no diagrama (b) é maior.
  • BA resistência da secção no diagrama (a) é maior.
  • CA resistência é a mesma em ambas as secções.

Questão 6

Um cabo de cobre com uma resistência de 22 mΩ tem um comprimento de 6,2 m. Determine a área da secção transversal. Utilize 1,7×10 Ω⋅m para a resistividade do cobre.

  • A4,8×10 m2
  • B7,5×10 m2
  • C8,0×10 m2
  • D2,3×10 m2
  • E2,1×10 m2

Questão 7

Uma corrente de 1,4 A num cabo de cobre transporta eletrões livres. A área da secção transversal do cabo é de 2,5×10 m2. Determine a velocidade média na qual os eletrões livres atravessam o cabo. Utilize o valor de 1,6×10 C para a carga de um eletrão e um valor de 8,46×10 m−3 para a densidade de eletrões livres no cobre.

  • A4,7×10 m/s
  • B5,3×10 m/s
  • C2,1×10 m/s
  • D2,4×10 m/s
  • E4,1×10 m/s

Questão 8

Uma corrente de 77 mA num cabo condutor feito de um material desconhecido é transportada por eletrões livres. A área da secção transversal do condutor é de 1,5×10 m2. Determine a densidade eletrónica dos eletrões livres no material. Se a velocidade média dos eletrões livres no cabo é de 0,18 mm/s. Utilize o valor de 1,6×10 C para a carga de um eletrão. Apresente a resposta em notação científica com uma casa decimal.

  • A1,8×10 m−3
  • B3,0×10 m3
  • C1,8×10 m−3
  • D1,8×10 m−3
  • E3,0×10 m−3

Questão 9

Os diagramas (a) e (b) mostram secções de objetos condutores idênticos que consistem em três iões igualmente espaçados. Os eletrões livres que têm uma velocidade superior a uma velocidade 𝑣escape afastam-se do ião mais próximo para um ião vizinho. Os eletrões livres com velocidades inferiores a 𝑣escape não se deslocam para um ião vizinho. Os diagramas (c) e (d) mostram secções de objetos condutores em que o espaço entre os iões é maior do que nos objetos apresentados nos diagramas (a) e (b). A densidade dos eletrões livres no objeto no diagrama (d) é a mesma que a densidade dos eletrões livres nos objetos representados nos diagramas (a) e (b). A densidade dos eletrões livres no objeto no diagrama (c) é maior do que a densidade dos eletrões livres nos objetos representados nos diagramas (a) e (b). A velocidade média na qual um único eletrão típico se move nos objetos nos diagramas (c) e (d) é de 𝑣escape.

Fios de tamanhos idênticos, feitos dos materiais dos quais os objetos nos diagramas (a) e (d) são feitos, são ligados à mesma diferença de potencial. Qual das afirmações seguintes descreve mais corretamente como a corrente no fio I, que é feita do material do diagrama (a), se compara à corrente no fio II, que é feita do material do diagrama (d)?

  • AA corrente no fio II é maior do que a corrente no fio I.
  • BA corrente no fio I é maior do que a corrente no fio II.
  • CA corrente é igual em ambos os fios.

Fios de tamanhos idênticos, feitos dos materiais dos quais os objetos nos diagramas (c) e (d) são feitos, são ligados à mesma diferença de potencial. Qual das afirmações seguintes descreve mais corretamente como a corrente no fio I, que é feita do material do diagrama (c), se compara à corrente no fio II, que é feita do material do diagrama (d)? Tenha em consideração a repulsão mútua dos eletrões.

  • AA corrente no fio I é maior do que a corrente no fio II.
  • BA corrente é igual em ambos os fios.
  • CA corrente no fio II é maior do que a corrente no fio I.

Questão 10

O diagrama mostra dois circuitos muito semelhantes. O fio condutor de cada circuito teve uma secção muito ampliada para mostrar os iões dos quais o fio condutor é composto e os eletrões livres que se movem entre estes iões.

Qual das afirmações seguintes declara corretamente como as resistividades das secções dos fios condutores nos diagramas (a) e (b) se comparam entre si?

  • AA resistividade da secção no diagrama (a) é maior.
  • BA resistividade de ambas as secções é a mesma.
  • CA resistividade da secção no diagrama (b) é maior.

Qual das afirmações seguintes declara corretamente como a área da secção transversal dos fios condutores se comparam entre si?

  • AA área da secção transversal do fio do diagrama (b) é maior do que a área da secção transversal do fio do diagrama (a).
  • BA área da secção transversal dos fios é a mesma.
  • CA área da secção transversal do fio do diagrama (a) é maior do que a área da secção transversal do fio do diagrama (b).

Qual das afirmações seguintes declara corretamente como o número de eletrões livres por metro de comprimento do fio condutor no diagrama (a) se compara ao número de eletrões livres por metro de comprimento do fio condutor no diagrama (b)?

  • AO número de eletrões livres por metro de comprimento do fio condutor no diagrama (b) é maior do que o número de eletrões livres por metro de comprimento do fio condutor no diagrama (a).
  • BO número de eletrões livres por metro de comprimento do fio condutor no diagrama (a) é maior do que o número de eletrões livres por metro de comprimento do fio condutor no diagrama (b).
  • CO número de eletrões livres por metro de comprimento é o mesmo em ambos os fios.

Qual das seguintes afirmações declara corretamente como o tempo médio que demora um eletrão livre a deslocar-se de um lado da secção ao outro lado no diagrama (a) se compara com o tempo médio que demora um eletrão livre a deslocar-se de um lado do secção ao outro lado no diagrama (b)?

  • AO tempo médio necessário para um eletrão livre se deslocar de um lado da secção ao outro lado no diagrama (b) é maior do que o tempo médio necessário para um eletrão livre se deslocar de um lado da secção ao outro lado no diagrama (a).
  • BO tempo médio necessário para um eletrão livre se deslocar de um lado da secção ao outro lado no diagrama (a) é maior do que o tempo médio necessário para um eletrão livre se deslocar de um lado da secção ao outro lado no diagrama (b).
  • CO tempo médio que leva um eletrão livre a deslocar-se de um lado da secção ao outro lado é o mesmo em ambas as secções.

Qual das afirmações seguintes declara corretamente como a resistência da secção do fio condutor no diagrama (a) se compara à resistência da secção do fio condutor no diagrama (b)?

  • AA resistência da secção no diagrama (b) é maior.
  • BA resistência da secção no diagrama (a) é maior.
  • CA resistência em ambas as secções é igual.

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