Alternativa A
O problema apresenta um resistor real percorrido por uma corrente elétrica contínua, estabelecendo uma diferença de potencial entre suas extremidades. Para identificar o diagrama correto do campo elétrico, precisamos analisar a relação fundamental entre potencial elétrico, corrente e campo elétrico.
Em qualquer material condutor submetido a uma tensão, o campo elétrico interno é o responsável por impulsionar as cargas elétricas, gerando a corrente. A direção desse vetor é sempre definida pelo sentido da queda de potencial.
Análise
- Sentido do Potencial: O enunciado indica que a entrada está em V_0 (potencial maior) e a saída em V=0 (potencial menor).
- Direção do Campo Elétrico (\vec{E}): As linhas de campo elétrico apontam naturalmente das regiões de maior potencial para as regiões de menor potencial. Portanto, elas devem ir da esquerda para a direita.
- Relação com a Corrente (I): Pela Lei de Ohm microscópica (\vec{J} = \sigma \vec{E}), a densidade de corrente flui na mesma direção do campo elétrico em materiais ôhmicos. Como a corrente I entra pela esquerda e sai pela direita, o campo deve alinhar-se a esse fluxo.
- Eliminação de Alternativas:
- As opções B e C indicam campos verticais, o que não causaria transporte de carga longitudinalmente através do resistor.
- A opção D mostra o campo oposto à corrente (do menor para o maior potencial), o que violaria a conservação de energia em um circuito passivo.
- A opção E não mostra o campo, sendo incompleta para descrever o fenômeno físico.
Portanto, a única representação fisicamente coerente é aquela onde as setas indicam o fluxo da esquerda para a direita, alinhadas com a corrente e a queda de potencial.
Alternativa A.