Questão FC278852
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.
A potência dissipada pelo filamento é inferior a 100 W.
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Gabarito
Certo
Comentário do professor
A afirmação foi julgada certa porque a **potência** dissipada no filamento é obtida pela lei de Joule expressa por \(P=\dfrac{V_b^2}{R}\).
Substituindo os valores fornecidos: \(V_b=30\ \text{V}\) e \(R=10\ \Omega\), temos \(P=\dfrac{30^2}{10}=90\ \text{W}\).
Esse valor representa a energia por unidade de tempo transformada em calor no filamento. Como \(90\ \text{W}\) é menor que \(100\ \text{W}\), a afirmação “a potência dissipada é inferior a 100 W” é correta.
Observação: aqui consideramos apenas a queda de tensão e a resistência do filamento, sem efeitos adicionais (radiação, variação de resistência com temperatura etc.).
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