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Questão FC278839

A figura acima ilustra um sistema de raios catódicos, que consiste na emissão de feixes de elétrons em um tubo a vácuo. No sistema, um filamento de resistência 10 \(Ω\), ligado a u

Eletrostática

CEBRASPE (CESPE) · 2018

A figura acima ilustra um sistema de raios catódicos, que consiste na emissão de feixes de elétrons em um tubo a vácuo. No sistema, um filamento de resistência 10 \(Ω\), ligado a uma fonte com diferença de potencial Vb = 30 V é aquecido, ocorrendo a emissão de elétrons sob a ação do potencial Vc,. Depois de emitido, um elétron (carga e) adquire velocidade Vo e energia potencial eVc, que é totalmente transformada em energia cinética. Em seguida, o elétron penetra na região entre duas placas paralelas metálicas, separadas por uma distância d = 0,01 m, sob a ação de uma diferença de potencial Va. Por fim, depois de percorrer a trajetória mostrada na figura, o elétron incide no anteparo.

 

Tendo como referência as informações apresentadas, sabendo que a razão carga/massa do elétron é 1,75 x 1011 C/kg, considerando Vc=500 V e desprezando os efeitos de borda nas placas paralelas, julgue o item que se segue.

 

Na figura a seguir, que representa parte do sistema de raios catódicos, estão corretas a expressão para o módulo do vetor campo elétrico entre as placas paralelas metálicas bem como a indicação da direção e do sentido desse vetor.

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Gabarito

Certo

Comentário do professor

A afirmação é certa porque apresenta corretamente tanto o módulo quanto a orientação do campo elétrico entre as placas.

O módulo do campo gerado por duas placas paralelas com diferença de potencial \(V_a\) e separação \(d\) é dado por \(E=\dfrac{V_a}{d}\), que é a fórmula apresentada.

Quanto à direção e ao sentido: a placa superior é positiva (atrai o elétron), a inferior é negativa; por convenção o vetor \( \vec{E}\) aponta do polo positivo para o negativo (de cima para baixo).
Como o elétron tem carga negativa, a força elétrica \(\vec{F}=q\vec{E}\) atua no sentido oposto ao de \(\vec{E}\), ou seja, para cima, explicando a deflexão mostrada.

Portanto, tanto a expressão do módulo quanto a indicação do vetor campo estão corretas.

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