Fuvest · Física

Questões de Eletrodinâmica e circuitos da Fuvest

17 questões oficiais da Fuvest sobre Eletrodinâmica e circuitos, de 2007 a 2024, com gabarito e resolução comentada. Dificuldade estimada: 7 fáceis, 9 médias, 1 difícil.

Treine Eletrodinâmica e circuitos com 17 questões da Fuvest

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6 questões de Eletrodinâmica e circuitos resolvidas

Questão 1 · Fuvest 2022 · Questão 55média

Um componente eletrônico tem curva característica mostrada no gráfico a seguir:

A resistência elétrica do componente na região em que ele se comporta como um resistor ôhmico vale aproximadamente:

A
0,4 Ω
B
0,6 Ω
C
0,8 Ω
D
1,0 Ω
E
1,2 Ω

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Gabarito: C

Um resistor ôhmico tem U proporcional a i: no gráfico, um trecho reto que passa pela origem. Isso acontece no início da curva (correntes pequenas); depois ela se curva e o componente deixa de ser ôhmico.

Lendo o trecho reto: em i = 0,5 A, a ddp é cerca de 0,4 V (e em 0,25 A, cerca de 0,2 V).

R = U ÷ i ≈ 0,4 ÷ 0,5 = 0,8 Ω.

Por que as outras atraem: usar um ponto da parte curva dá valores menores (por exemplo, 0,92 V ÷ 2 A ≈ 0,46 Ω, perto de A); E (1,2 Ω) vem de inverter a leitura.

Resposta: C

Dica: resistência ôhmica = inclinação do trecho reto do gráfico U × i que passa pela origem.

Questão 2 · Fuvest 2020 · Questão 75média

Um fabricante projetou resistores para utilizar em uma lâmpada de resistência L. Cada um deles deveria ter resistência R. Após a fabricação, ele notou que alguns deles foram projetados erroneamente, de forma que cada um deles possui uma resistência R_D = R/2. Tendo em vista que a lâmpada queimará se for percorrida por uma corrente elétrica superior a V/(R + L), em qual(is) dos circuitos a lâmpada queimará?

A
1, apenas.
B
2, apenas.
C
1 e 3, apenas.
D
2 e 3, apenas.
E
1, 2 e 3.

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Gabarito: D

A lâmpada queima se a corrente nela passar de V/(R + L), que é a corrente que ela teria em série com um resistor R. Basta calcular a corrente na lâmpada em cada circuito, com R_D = R/2.

Circuito 1: dois R_D em série com L: R/2 + R/2 + L = R + L.
I = V/(R + L), igual ao limite, não superior. Não queima.

Circuito 2: dois R_D em paralelo valem R/4, em série com L.
I = V/(R/4 + L) > V/(R + L). Queima.

Circuito 3: o ramo com a lâmpada tem R_D + L e fica ligado direto à bateria (o outro R_D está em paralelo e não muda a tensão nesse ramo).
I = V/(R/2 + L) > V/(R + L). Queima.

Resposta: D (2 e 3, apenas).

Por que as outras atraem: no circuito 1 a corrente é exatamente o limite; quem não lê o "superior" acha que ela queima.

Dica: em ramos em paralelo ligados direto à fonte, cada ramo recebe a tensão total; calcule a corrente só no ramo que interessa.

Questão 3 · Fuvest 2019 · Questão 24fácil

Um chuveiro elétrico que funciona em 220 V possui uma chave que comuta entre as posições “verão” e “inverno”. Na posição “verão”, a sua resistência elétrica tem o valor 22 Ω, enquanto na posição “inverno” é 11 Ω. Considerando que na posição “verão” o aumento de temperatura da água, pelo chuveiro, é 5 °C, para o mesmo fluxo de água, a variação de temperatura, na posição “inverno”, em °C, é

A
2,5
B
5,0
C
10,0
D
15,0
E
20,0

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Gabarito: C

1. Potência com tensão fixa: P = V²/R.
- Verão: 220²/22 = 2.200 W
- Inverno: 220²/11 = 4.400 W

Com metade da resistência, a potência dobra.

2. Aquecimento da água. Com o mesmo fluxo, a mesma massa de água passa por segundo; o calor por segundo é P = (m/t) × c × ΔT. Logo ΔT é proporcional a P:
ΔT_inverno = 2 × 5 = 10 °C

Resposta: C

Por que as outras atraem: A (2,5) usa P = R i² com corrente fixa, como se menor resistência desse menos potência; isso não vale, porque o que fica fixo é a tensão.

Dica: em aparelhos ligados na tomada, a tensão é fixa; menor resistência significa maior potência (P = V²/R).

Questão 4 · Fuvest 2017 · Questão 62média

Na bateria de um telefone celular e em seu carregador, estão registradas as seguintes especificações:

Com a bateria sendo carregada em uma rede de 127 V, a potência máxima que o carregador pode fornecer e a carga máxima que pode ser armazenada na bateria são, respectivamente, próximas de

A
25,4 W e 5940 C.
B
25,4 W e 4,8 C.
C
6,5 W e 21960 C.
D
6,5 W e 5940 C.
E
6,1 W e 4,8 C.

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Gabarito: D

1. Potência fornecida pelo carregador: o que ele entrega ao celular é a saída DC:

P = U × i = 5 V × 1,3 A = 6,5 W

(Os 127 V da rede e os 0,2 A da entrada não entram nessa conta.)

2. Carga da bateria: 1650 mAh = 1,65 A × 1 h.

Q = 1,65 A × 3600 s = 5940 C

Resposta: D (6,5 W e 5940 C).

Por que as outras atraem: A e B usam 127 V × 0,2 A = 25,4 W, que é a potência de entrada, não a fornecida; E usa os 6,1 Wh da bateria como se fossem a potência do carregador.

Dica: mAh é unidade de carga: multiplique por 3,6 para obter coulombs (1 mAh = 3,6 C).

Questão 5 · Fuvest 2016 · Questão 27difícil

O arranjo experimental representado na figura é formado por uma fonte de tensão F, um amperímetro A, um voltímetro V, três resistores, R₁, R₂ e R₃, de resistências iguais, e fios de ligação.

Quando o amperímetro mede uma corrente de 2 A, e o voltímetro, uma tensão de 6 V, a potência dissipada em R₂ é igual a

A
4 W
B
6 W
C
12 W
D
18 W
E
24 W

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Gabarito: A

1. Leia a ligação na figura: o polo + da fonte vai ao amperímetro, que liga ao ponto X (extremidade esquerda de R₁). O polo − vai ao ponto Z (extremidade de R₂). Entre X e Z há dois caminhos:
- R₁ em série com R₂;
- R₃ sozinho.

O voltímetro está ligado nas duas pontas de R₁.

2. Ramo R₁ + R₂: a mesma corrente passa pelos dois, que têm resistências iguais. Então R₂ também tem 6 V, e o ramo inteiro tem 12 V. R₃, em paralelo, também tem 12 V.

3. Corrente total (2 A): com resistência R cada um,

6/R (ramo R₁ + R₂) + 12/R (R₃) = 2 → 18/R = 2 → R = 9 Ω

4. Potência em R₂:

P = U²/R = 6²/9 = 4 W

Resposta: A

Por que as outras atraem: quem lê os três em série acha R = 3 Ω e P = 12 W (C); quem põe R₂ sozinho com os 2 A acha valores como 24 W (E).

Dica: em circuitos desenhados "em perspectiva", nomeie os nós (pontos ligados por fio sem resistor) e redesenhe o esquema antes de calcular.

Questão 6 · Fuvest 2015 · Questão 59média

Dispõe-se de várias lâmpadas incandescentes de diferentes potências, projetadas para serem utilizadas em 110 V de tensão. Elas foram acopladas, como nas figuras I, II e III abaixo, e ligadas em 220 V.

Em quais desses circuitos, as lâmpadas funcionarão como se estivessem individualmente ligadas a uma fonte de tensão de 110 V?

A
Somente em I.
B
Somente em II.
C
Somente em III.
D
Em I e III.
E
Em II e III.

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Gabarito: D

Cada lâmpada funciona normalmente se ficar com 110 V. Em 220 V, dois trechos em série dividem a tensão por igual só se tiverem a mesma resistência. Lembre: R = U²/P, então lâmpadas de mesma potência (projetadas para 110 V) têm a mesma resistência, e potência maior significa resistência menor.

I: ramo de cima: 120 W em série com duas de 60 W em paralelo. As duas de 60 W em paralelo equivalem a uma de 120 W, então cada trecho fica com 110 V. Ramo de baixo: 40 W + 40 W em série, 110 V cada. Funciona.
II: em cima, 120 W, 60 W e 40 W em série (três resistências diferentes); embaixo, quatro lâmpadas em série. Nenhuma fica com 110 V. Não funciona.
III: três ramos, cada um com duas lâmpadas iguais em série (120 + 120, 60 + 60, 40 + 40): 110 V em cada. Funciona.

Resposta: D

Dica: para dividir 220 V em 110 + 110, as duas metades em série precisam ter resistências iguais; lâmpadas de mesma tensão nominal somam potência quando em paralelo.