PISM · Física

Questões de Eletrodinâmica e circuitos da PISM

7 questões oficiais da PISM sobre Eletrodinâmica e circuitos, de 2019 a 2025, com gabarito e resolução comentada. Dificuldade estimada: 5 fáceis, 1 média, 1 difícil.

Treine Eletrodinâmica e circuitos com 7 questões da PISM

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6 questões de Eletrodinâmica e circuitos resolvidas

Questão 1 · PISM 2025 · Módulo III (3º ano) · Questão 25fácil

Um reparo de um dispositivo eletrônico demanda de um técnico a substituição de um resistor com resistência dada por 1,5 kΩ. Para fazer a troca, o técnico tem à sua disposição outros três resistores com resistências dadas por R₁ = 1 kΩ, R₂ = 2 kΩ e R₃ = 3 kΩ. A associação entre os três que fornece o valor de resistência necessária ao reparo é dada

A
pelos três resistores associados em série.
B
pelos três resistores associados em paralelo.
C
por R₁ e R₂ associados em série, ligados em paralelo com R₃.
D
por R₂ e R₃ associados em paralelo, ligados em série com R₁.
E
por R₁ e R₃ associados em série, ligados em paralelo com R₂.

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Gabarito: C

Calcule cada associação (em kΩ):

A (série): 1 + 2 + 3 = 6
B (paralelo): 1/R = 1/1 + 1/2 + 1/3 = 11/6 → R ≈ 0,55
C: R₁ + R₂ = 3; em paralelo com R₃ = 3: dois resistores iguais em paralelo dão a metade → 1,5
D: R₂ ∥ R₃ = (2·3)/(2 + 3) = 1,2; mais R₁ → 2,2
E: R₁ + R₃ = 4; em paralelo com 2 → (4·2)/(4 + 2) ≈ 1,33

Só a C dá os 1,5 kΩ pedidos.

Resposta: C

Dica: dois resistores iguais em paralelo valem a metade de um deles; para dois diferentes, use produto ÷ soma.

Questão 2 · PISM 2024 · Módulo III (3º ano) · Questão 22média

O galvanômetro é um aparelho capaz de medir pequenas correntes elétricas que passam por ele. Entretanto, as correntes elétricas em circuitos cotidianos geralmente são muito maiores do que o galvanômetro suporta diretamente. Modificações podem ser feitas no galvanômetro com a associação de um resistor, de forma apropriada, para permitir fazê-lo funcionar como um voltímetro ou como um amperímetro. Este resistor pode ter resistência grande ou pequena, relativamente à resistência interna do galvanômetro.

Assinale a alternativa que representa a associação apropriada do resistor com o galvanômetro, a partir do funcionamento CORRETO do voltímetro e do amperímetro.

A
Amperímetro é um galvanômetro com uma grande resistência em paralelo.
B
Amperímetro é um galvanômetro com uma grande resistência em série.
C
Amperímetro é um galvanômetro com uma pequena resistência em série.
D
Voltímetro é um galvanômetro com uma grande resistência em série.
E
Voltímetro é um galvanômetro com uma grande resistência em paralelo.

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Gabarito: D

Amperímetro: fica em série com o circuito e deve deixar passar quase toda a corrente por fora do galvanômetro. Para isso, liga-se uma resistência pequena em paralelo com ele (o shunt), que desvia a maior parte da corrente. A resistência total fica pequena e quase não altera o circuito.

Voltímetro: fica em paralelo com o trecho medido e deve puxar uma corrente mínima. Para isso, liga-se uma resistência grande em série com o galvanômetro. A resistência total fica grande e a corrente que passa por ele é muito pequena.

A: a resistência em paralelo do amperímetro é pequena, não grande.
B e C: resistência em série aumentaria a resistência do amperímetro, o contrário do desejado.
E: em paralelo, uma resistência grande não ajuda o voltímetro; a ligação certa é em série.

Resposta: D

Dica: amperímetro ideal tem resistência zero (shunt em paralelo); voltímetro ideal tem resistência infinita (resistor grande em série).

Questão 3 · PISM 2023 · Módulo III (3º ano) · Questão 23fácil

Para proteger um sistema elétrico de sobrecargas na rede, foi inserido um fusível na entrada de alimentação. Sabendo que a tensão de operação do sistema é de 110 V e fazendo um circuito equivalente, determina-se que a resistência total é de 55 ohms. Calcule a corrente máxima que o fusível deve suportar e a potência elétrica máxima que o equipamento dissipa.

A
1 A e 110 W
B
1,5 A e 165 W
C
2 A e 220 W
D
1A e 165 W
E
2 A e 165 W

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Gabarito: C

1. Corrente (lei de Ohm)

i = U/R = 110 V / 55 Ω = 2 A

O fusível deve suportar essa corrente de operação.

2. Potência dissipada

P = U·i = 110 V × 2 A = 220 W

(Confere com P = U²/R = 12 100/55 = 220 W.)

Resposta: C (2 A e 220 W).

Por que as outras atraem: E acerta a corrente mas erra a potência; A e D usam 1 A, como se a resistência fosse 110 Ω.

Dica: em circuito resistivo, U = R·i e P = U·i = R·i² = U²/R; use a forma que já tem os dados prontos.

Questão 4 · PISM 2022 · Módulo III (3º ano) · Questão 23fácil

Um estudante quer iluminar um ambiente com uma lâmpada com especificações de fábrica de 24 W e 6 V. No entanto, ele só tem uma fonte de 12 V e alguns resistores que pode usar com a fonte para montar um circuito elétrico e acender a lâmpada. Qual o valor do resistor que ele deve usar em série com a fonte e lâmpada para atender às especificações de fábrica da lâmpada?

A
3,0 Ω
B
6,0 Ω
C
2,5 Ω
D
1,5 Ω
E
9,0 Ω

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Gabarito: D

A lâmpada precisa funcionar com 6 V e 24 W.

1. Corrente na lâmpada:
i = P ÷ U = 24 ÷ 6 = 4 A

2. Tensão que sobra para o resistor (em série):
12 − 6 = 6 V

3. Resistência: em série, a corrente é a mesma (4 A):
R = U ÷ i = 6 ÷ 4 = 1,5 Ω

Resposta: D

Por que as outras atraem: 6 Ω (B) é usar U = 6 V com i = 1 A, ou confundir com a tensão; 1,5 Ω é também a resistência da própria lâmpada (6² ÷ 24), e é por isso que o resistor deve ser igual a ela: as duas dividem os 12 V ao meio.

Dica: em série, a tensão da fonte se divide; a corrente é a mesma em todos os elementos.

Questão 5 · PISM 2019 · Módulo III (3º ano) · Questão 22difícil

Em uma pequena ligação para árvore de Natal, composta de 2 pilhas e 2 lâmpadas, uma pessoa inseriu uma terceira pilha em paralelo a uma das lâmpadas, juntamente a um interruptor S, obtendo o circuito mostrado na figura. Considere que o brilho das lâmpadas seja proporcional à sua potência elétrica. Em comparação ao circuito com a chave aberta, quando fechamos a chave (assinale a alternativa CORRETA):

A
as lâmpadas L1 e L2 passam a brilhar mais.
B
a lâmpada L1 brilha mais, e a lâmpada L2 se apaga.
C
a lâmpada L1 brilha menos, e a lâmpada L2 se apaga.
D
a lâmpada L1 brilha mais, e a L2 não muda seu brilho.
E
a lâmpada L1 não muda seu brilho, e a L2 brilha menos.

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Gabarito: D

Chame de V a tensão de cada pilha e de R a resistência de cada lâmpada (iguais).

1. Chave aberta: as duas pilhas da direita, em série, dão 2V às duas lâmpadas em série. Cada lâmpada fica com V.

2. Chave fechada: a terceira pilha passa a ficar ligada diretamente entre os terminais de L2, que fica com a tensão dessa pilha, V — o mesmo módulo de antes. O brilho de L2 não muda.

3. Lâmpada L1: pela polaridade do desenho, essa pilha deixa o ponto entre L1 e L2 com potencial −V (abaixo da base do circuito), enquanto o topo de L1 continua em +2V. L1 passa a ter 3V. Como P = U²/R, a potência dela vai de V²/R para 9V²/R: brilha mais.

Resposta: D

Por que as outras atraem: B e C pensam que a pilha faz curto em L2 e a apaga, mas uma pilha ideal impõe a sua tensão, não tensão zero.

Dica: uma fonte ideal em paralelo com um resistor fixa a tensão nele; o resto do circuito se ajusta.

Questão 6 · PISM 2019 · Módulo III (3º ano) · Questão 23fácil

Durante uma viagem, você compra um chuveiro elétrico com especificação na embalagem de 220 V e 7000 W. Ao chegar em casa, após a instalação, você percebe que sua rede elétrica fornece apenas 127 V. Em relação ao funcionamento do chuveiro instalado em 220 V, se você ligá-lo na potência máxima e em 127 V:

A
o chuveiro irá queimar, e a água sairá fria.
B
a água sairá aquecida à mesma temperatura.
C
a água sairá aquecida, porém, mais fria.
D
a água sairá aquecida, porém, mais quente.
E
o chuveiro não irá funcionar, e a água sairá fria.

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Gabarito: C

A resistência do chuveiro é fixa (projetada para 220 V):

R = U²/P = 220²/7000 ≈ 6,9 Ω

Ligado em 127 V:

P' = 127²/R = 7000 × (127/220)² ≈ 7000 × 0,33 ≈ 2.330 W

O chuveiro funciona, mas com cerca de um terço da potência: a água sai aquecida, porém mais fria que o esperado.

Resposta: C

Por que as outras atraem: A e E imaginam que a tensão menor queime o aparelho ou impeça o funcionamento — o que queima é tensão maior que a nominal. B ignora que a potência depende do quadrado da tensão.

Dica: com R fixa, P = U²/R; reduzir a tensão pela metade divide a potência por quatro.