uadro 2 – Situação proposta
08. Se dobrarmos a corrente i, o campo gerado cai à metade.
16. Se dobrarmos o raio da espira, o campo gerado em seu centro cai a 1/4 do valor anterior. 32. Se invertermos o sentido da corrente, a direção e o sentido do campo gerado não se alteram. R: 01
193. (PUC-MG) Uma espira circular de raio cm é percorrida por uma corrente de intensidade 2,0 A no sentido anti-horário, como ilustrado na figura. O campo magnético no centro da espira é perpendicular ao plano da figura. Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, sua intensidade e sentido.
a) 4,0.10-5 T, com sentido orientado para dentro do plano da figura. b) 4,0.10-5 T, com sentido orientado para fora do plano.
c) 4,0.10-4 T, com sentido orientado para fora do plano. d) 4π.10-5
194. (Mack-SP) Considere um solenóide, uma espira circular e um fio retilíneo percorridos por correntes elétricas de intensidade constante i, como mostram as figuras abaixo. A alternativa que mostra corretamente a direção e o sentido de
G
B
(vetor campo de indução magnética) no ponto P de cada situação é, respectivamente:R: A
195. Analise as figuras e assinale aquela que não representa corretamente os pólos do eletroímã criado pela corrente elétrica.
196. (UFU-MG) A figura seguinte representa um eletroímã e um pêndulo, cuja massa, presa à extremidade, é um pequeno ímã.
Ao fechar a chave c, é correto afirmar que: a) o ímã do pêndulo será repelido pelo eletroímã. b) o ímã do pêndulo será atraído pelo eletroímã.
c) o ímã do pêndulo irá girar em torno do fio que o suporta. d) o pólo sul do eletroímã estará a sua direita.
e) o campo magnético no núcleo do eletroímã é nulo.
197. PUC-SP) Um solenóide compreende 5000 espiras por metro. O campo magnético originado na região central pela passagem da corrente de 0,2 A é de: a) 4π.10-4 tesla. b) 8π.10-4 tesla. c) 4π.10-3 tesla. d) 2π.10-2 tesla. e) N.d.a.
198. (UFBA) Duas espiras circulares concêntricas e coplanares, de raios r1 e r2, sendo r1 = 2r2/5, são percorridas respectivamente
pelas correntes I1 e I2; o campo resultante no centro da espira é nulo. A razão entre as correntes I1 e I2 é igual a:
a) 0,4. b) 1,0. c) 2,0. d) 2,5. e) 4,0.
199. (Mack-SP) Duas espiras circulares idênticas e concêntricas possuem raios praticamente iguais a 4π cm cada uma e estão dispostas num mesmo plano, de acordo com a ilustração abaixo. As intensidades das correntes, segundo os sentidos assinalados, são i1 = 2 A e i2 = 6 A. Considere µ0 4 .10π 7T m A. /
−
=
O vetor indução magnética originado no centro C tem intensidade: a) 1.10-5 T.
b) 2. 10-5 T. c) 3. 10-5 T. d) 4. 10-5 T. e) 6. 10-5 T.
200. (UFSC) A figura representa um fio infinito, percorrido por uma corrente de 15 A. Sabendo que ambos os segmentos AB e DE têm comprimento de 0,1 m e que o raio R do semicírculo BD é de 0,05π, determine o valor do campo magnético, em (10-5
N/Am), no ponto C.
R: 6.10-5 T EXERCÍCIOS 21
201.(UFSC) Uma carga elétrica puntiforme move-se num campo magnético e sofre uma força devido à ação desse campo. Considerando essa força, é correto afirmar que:
01. a força é diretamente proporcional à velocidade da carga elétrica. 02. a força é diretamente proporcional ao calor específico da carga elétrica. 04. a força é diretamente proporcional à intensidade da indução magnética.
08. a direção e o sentido da força dependem da direção e do sentido do movimento da carga elétrica. 16. a força independe da carga elétrica e da velocidade.
R: 01 + 04 + 08 = 13
202. Nos itens abaixo, lançou-se, com velocidade , uma partícula eletrizada com carga elétrica de módulo q, num campo magnético uniforme de indução . Represente a força magnética que age na partícula, na posição de lançamento.
R:
203. (UFSC) Assinale as afirmativas corretas e some os valores respectivos.
01. O fato de um próton, ao atravessar uma certa região do espaço, ter sua velocidade diminuída poderia ser explicado pela presença de um campo elétrico nesta região.
02. O fato de um elétron, ao atravessar uma certa região do espaço, não sofrer desvio em sua trajetória nos permite afirmar que não existe campo magnético nesta região.
04. A trajetória de uma partícula eletricamente neutra não é alterada pela presença de um campo magnético.
08. A força magnética que atua numa partícula eletricamente carregada é sempre perpendicular ao campo magnético. 16. A força magnética que atua numa partícula eletricamente carregada é sempre perpendicular à velocidade desta. 32.A velocidade de uma partícula eletricamente carregada é sempre perpendicular ao campo magnético na região. R: 01 + 04 + 08 + 16 = 29
O texto e a figura a seguir são relativos aos testes 204 e 205.
Em um campo magnético de intesidade 10² T, uma partícula com carga 2,0.10-14 C é lançada com velocidade 2,0.105 m/s, em uma direção que forma um ângulo de 30° com a direção do campo magnético, conforme a figura.
204. Sobre a partícula lançada, atua uma força que tem:
G
a) a mesma direção e o mesmo sentido deB
.b) a mesma direção e o mesmo sentido de
vG
. c) a mesma direção, mas sentido contrário ao devG
. d) direção perpendicular ao planoG
B
eGvG
e sentido para cima. e) direção perpendicular ao plano deB
evG
e sentido para baixo. 205. A intensidade da força que atua sobre a partícula é:a) 4,0.10-11 N. b) 5,0.10-8 N. c) 2,0.10-7 N. d) 1,4.10-7 N. e) 6,0.10-6 N.
206. (UFSC) Uma partícula de massa igual a 1,0.10-12 kg é arremessada perpendicularmente a uma região do espaço, onde existe uma indução magnética uniforme, cuja direção é perpendicular ao plano da página, conforme a figura abaixo.
Sabendo que o módulo da indução magnética é 25,0 teslas e que a partícula foi arremessada com uma velocidade de 5,0.102 m/s, determine o raio da trajetória circular, em metros, descrita pela partícula, considerando que a carga da mesma é 1,0.1012 coulombs. (Suponha que a ação da força gravitacional seja suprimida.)
R: 20m
207. uma região de campo magnético perpendicular à sua velocidade, como mostra a figura:
01. será desviada para baixo, no plano da página. 02. será desviada para fora da página.
04. será desviada para dentro da página. 08. será desviada para cima, no plano da página.
16. descreverá uma trajetória circular em sentido anti-horário. 32. descreverá uma trajetória circular em sentido horário. 64. descreverá uma trajetória helicoidal.
208.(UFSC) A figura abaixo representa as trajetórias de três partículas (próton, nêutron, elétron) quando imersas perpendicularmente em um campo de indução magnética
G
B
, uniforme, cujo sentido é para fora da página. Na situação mostrada, podemos afirmar que:01. o próton tem a trajetória I. 02. o próton tem a trajetória III. 04. o elétron tem a trajetória I. 08. o elétron tem a trajetória III.
16. o nêutron, por ter carga elétrica nula, pode ter tanto a trajetória I, como a trajetória III. 32. o nêutron tem a trajetória II.
64. o próton e o elétron têm a trajetória II. R: 02 + 04 + 32 = 38
209. (Udesc) Um elétron, com energia cinética igual a 1,82.10-16 joules, executa movimento circular uniforme em um plano perpendicular a um campo magnético, também uniforme. O raio da órbita circular do elétron é igual a 25 cm. (Dados: massa do elétron = 9,1.10-31 kg; carga: q = –1,6.10-19C; π = 3)
Com base nessa informação, calcule: a) o módulo da velocidade do elétron; b) o módulo do campo magnético;
c) o módulo da força responsável pelo movimento do elétron; d) a freqüência e o período do movimento do elétron. R: a) v = 2.107 m/s b) B = 4,55.10-4 T c) Fm = 1,45.10-15 N d) T = 75.10-9 s f ≅ 1,33.107 Hz
210. (Unicamp-SP) Um elétron é acelerado, a partir do repouso, ao longo de 8,8 mm, por um campo elétrico constante e uniforme de módulo E = 1,0.105 V/m. Sabe-se que a razão carga/massa do elétron vale e/m = 1,76.1011 C/Kg.
a) Calcule a aceleração do elétron. b) Calcule a velocidade final do elétron.
c) Ao abandonar o campo elétrico, o elétron penetra perpendicularmente num campo magnético constante e uniforme de módulo B = 1,0.10-2 T. Qual o raio da órbita descrita pelo elétron?
R: a) a = 1,76.1016 m/s2 b) v = 1,76.107 m/s c) R = 1.10-2 m EXERCÍCIOS 22
2 1. (Ufop-MG) Um condutor de comprimento L, percorrido por uma corrente i, está imerso em um campo de indução magnética
G
1B
uniforme. O condutor fica sujeito a uma forçaG
conforme indica a figura. Assinale a afirmativa falsa.
F
a) Se
G
B
tiver o seu sentido invertido, o sentido deG
também se inverte.G
F
b) O sentido da força
F
, mostrado na figura, está errado.c) O sentido da força
G
será invertido se a corrente i inverter o sentido.G
F
e) A força tem sua intensidade proporcional à intensidade da indução magnética
G
F
BG
.212. (UFSC) Obtenha a soma dos valores numéricos associados às opções corretas.
Um condutor retilíneo, percorrido por uma corrente elétrica I, é colocado entre os pólos de um imã como indica a figura abaixo.
Podemos afirmar que:
01. a força magnética que age no condutor tem a direção norte-sul do ímã e aponta no sentido do pólo sul. 02. a força magnética que age no condutor tem a direção norte-sul do ímã e aponta no sentido do pólo norte. 04. a força magnética sobre o condutor aponta para dentro do plano do papel.
08. a força magnética sobre o condutor aponta para fora do plano do papel.
16. a força magnética que age no condutor tem o mesmo sentido que a corrente elétrica I. 32. não existe força magnética atuando no condutor.
64. a força magnética depende da intensidade da corrente elétrica I que percorre o condutor. R: 04 + 64 = 68
213. (UFSC) A figura a seguir representa uma espira retangular, perc rrida por uma corrente elétrica i = 2,0 ampères, imersa numa região do espaço onde existe uma indução magnética uniforme
o
G
B
, cujo módulo é 0,1 tesla e cujo sentido é para dentro do plano da página.Na situação mostrada, em que o plano da espira é perpendicular ao sentido da indução magnética , é correto afirmar que:
01. os módulos das forças de origem magnética, que atuam em cada lado da espira, são iguais a 8,0.10-2 N e orientados para dentro da espira, como no esquema abaixo.
02. os módulos das forças de origem magnética, que atuam em cada lado da espira, são iguais a 8,0.10-2 N e orientados para fora da espira, como no esquema abaixo.
04. os módulos das forças de origem magnética, que atuam nos lados de comprimento da espira, são iguais a 8,0.10-2 N e orientados para dentro da espira, como no esquema abaixo.
08. os módulos das forças de origem magnética, que atuam nos lados de comprimento da espira, são iguais a 8,0.10-2 N e orientados para fora da espira, como no esquema abaixo.
16. os módulos das forças de origem magnética, que atuam nos lados de comprimento da espira, são iguais a 8,0.10-2 N e orientados para dentro da espira, como no esquema abaixo.
32. os módulos das forças de origem magnética, que atuam nos lados de comprimento da espira, são iguais a 8,0.10-2 N e orientados para fora da espira, como no esquema abaixo.
R: 08
214. (Acafe-SC) Um fio CD, de 0,2 m de comprimento, está suspenso horizontalmente, por meio de uma mola, dentro de um campo magnético B = 0,5 T, conforme mostrado na figura. Sabendo que o fio é percorrido por uma corrente elétrica de 20 A, que o peso do fio é 1 N e que a constante elástica da mola é K = 10 N/m, determine a deformação da mola.
a) 0,3 m b) 0,5 m c) 0,1 m d) 0,4 m e) 0,2 m
215. (Udesc) Determinado fio ab, de 20 cm de comprimento, está suspenso horizontalmente, por meio de uma mola, dentro de um campo magnético uniforme B = 0,50 T, cujo sentido aponta para dentro do plano da página, como mostra a figura abaixo.
a) Fazendo-se passar no fio uma corrente elétrica i = 10 A, dirigida de a para b, quais serão o sentido e o valor da força magnética que atuará sobre o fio?
b) Determine a deformação apresentada pela mola, considerando: • massa do fio ab, m = 200 g;
• constante elástica da mola, K = 60 N/m;
• aceleração da gravidade, g = 10 m/s2 (despreze a massa da mola). R: a) 1N
b) 5 cm
216. (Acafe-SC) Suponhamos dois condutores paralelos, percorridos por correntes elétricas de mesmo sentido. Nesta situação, podemos afirmar:
a) Haverá repulsão entre os fios.
b) Não haverá atração nem repulsão entre os fios. c) Haverá atração e repulsão entre os fios. d) Haverá uma atração seguida de uma repulsão. e) Haverá atração entre os fios.
217. (UEL-PR) Dois longos fios condutores retilíneos e paralelos são percorridos por correntes elétricas de mesma intensidade, porém de sentidos opostos. Considerando que os fios estejam próximos um do outro, é correto afirmar:
a) Sobre os fios condutores aparecem forças atrativas.
b) No ponto A, os módulos dos campos magnéticos gerados pelos dois fios condutores são somados. c) Sobre os fios condutores aparecem forças repulsivas.
d) No ponto B, que se encontra exatamente entre os dois fios, o campo magnético é nulo. e) Correntes elétricas em condutores não geram campos magnéticos ao seu redor.
218. (UFSC) A figura abaixo representa dois condutores retos e longos (1 e 2), sendo percorridos por uma corrente elétrica i de mesma intensidade, porém de sentidos opostos. Podemos afirmar que:
01. o campo magnético no ponto A é nulo, pois as correntes são de mesma intensidade e de sentidos opostos. 02. a intensidade do campo magnético em A é a soma dos campos devidos a cada condutor.
04. os condutores não produzem campo magnético quando percorridos por corrente elétrica.
08. os condutores produzem em A um campo magnético com o mesmo sentido, e cuja direção é perpendicular ao plano do papel. 16. os condutores ficam submetidos a forças magnéticas que tendem a aproximá-las.
32. os condutores ficam submetidos a forças magnéticas que tendem a afastá-los. R: 02 + 08 + 32 = 42
219. (UMC-SP) Dois condutores infinitos, suficientemente finos, são mantidos no vácuo a uma distância de 1,0 m um do outro e percorridos por correntes iguais, conforme a figura.
Verifica-se, experimentalmente, que a força de atração entre os fios, por metro de comprimento, é de 2.10-7 N/m. Nestas condições, com a permeabilidade magnética igual a , a corrente elétrica, em cada fio, é:
a)
20.10
−4A
. b)40 .10π
−4A
c)2
πA
d)1
2π
A
e) 1,0 A.220. (FEI-SP) Um condutor retilíneo, muito longo, é percorrido pela corrente i = 10 A. Um segundo condutor retilíneo AB, de comprimento = 1 m, é percorrido pela corrente i´ = 20 A, é paralelo ao primeiro e situa-se à distância d = 20 cm do mesmo. Determinar a intensidade do campo de indução magnética que o primeiro condutor cria ao longo do segundo e a intensidade da força magnética exercida sobre esse último.
A
R: 2.10-4N EXERCÍCIOS 23
221. (PUC-RS) Fluxo magnético é a grandeza física que representa a quantidade de linhas de indução magnética que atravessam uma determinada superfície. Sua medida no Sistema Internacional é weber (Wb). Um Wb é:
a) tesla.m. b) tesla.m2. c) gauss.m. d) gauss.m2. e) tesla/m.
222. (PUC-RS) Responder à questão com base nas informações e figura abaixo. Uma bobina está próxima de um ímã em forma de barra como indica a figura.
Três situações podem ocorrer, alternativamente: I. Somente o ímã se move.
II. Somente a bobina se move.
III. Os dois se movem, ambos com mesma velocidade em sentidos contrários.
a) somente na situação I. b) somente na situação II. c) somente nas situações I e II. d) em nenhuma das situações. e) em todas as situações.
223. (UFRGS) Uma espira condutora retangular é colocada e mantida em repouso numa região onde há um campo magnético perpendicular ao plano da espira, cuja intensidade B em função do tempo t está representada na figura. Em que intervalos de tempo há corrente elétrica induzida na espira?
a) Apenas entre 0 e 1 s. b) Apenas entre 1 e 2 s.
c) Apenas entre 0 e 1 s e entre 2 e 3 s. d) Entre 0 e 1 s, entre 1 e 2 s e entre 2 e 3 s. e) Em nenhum.
224. (PUC-RS) O fenômeno da indução eletromagnética é usado para gerar praticamente toda a energia elétrica que consumimos. Esse fenômeno consiste no aparecimento de uma força eletromotriz entre os extremos de um fio condutor submetido a um: a) campo magnético.
b) campo magnético invariável. c) campo eletromagnético invariável. d) fluxo magnético variável.
e) fluxo magnético invariável.
225. (UFRGS) A figura mostra uma espira condutora circular no plano yz e um ímã alinhado segundo a direção horizontal x.
Em qual das situações apresentadas nas alternativas não haverá corrente elétrica induzida na espira? a) O ímã é a espira deslocando-se com a mesma velocidade.
b) O ímã parado e a espira deslocando-se na direção y.
c) O ímã parado e a espira girando em torno de um eixo vertical (y) que passa pelo seu centro. d) A espira parada e o ímã deslocando-se na direção x.
e) A espira parada e o ímã deslocando-se na direção y.
226. (PUC-SP) Na figura, temos um fio muito longo, conduzindo uma corrente i, e uma espira circular. O fio e a espira estão no mesmo plano xy. Dentre os possíveis movimentos da espira, aquele que não faz aparecer corrente na mesma é:
a) de translação ao longo do eixo x. b) de translação ao longo do eixo y. c) de rotação em torno do eixo x. d) de rotação em torno do eixo y. e) N.d.a.
227. (PUC-SP) Podemos afirmar que numa espira condutora é induzida uma corrente elétrica sempre que: a) houver um campo magnético na região onde se encontra a espira.
b) a espira for deslocada com velocidade constante no plano das linhas de indução magnética, numa região onde o campo magnético é uniforme e constante.
c) não houver movimento relativo entre a espira e as linhas de indução de um campo magnético constante. d) o fluxo do campo magnético através da espira for variável.
e) a espira for deslocada de tal maneira que o tal fluxo através da mesma não se altere.
228. A figura representa uma barra metálica AB, horizontal, caindo entre os pólos norte e sul de um ímã.
I. O campo magnético do ímã, no espaço entre os pólos, é orientado de N para S. II. Os elétrons da barra são deslocados para B.
III. O potencial elétrico de A será maior que o potencial elétrico de B. a) Só a I é correta.
b) Só a II é correta. c) Só a III é correta.
d) Há pelo menos duas corretas. e) Todas são corretas.
229. (UFMG) A figura mostra um ímã próximo a um circuito constituído por uma bobina e um medidor sensível de corrente.
Colocando-se a bobina e o ímã em determinados movimentos, o medidor poderá indicar passagem de corrente na bobina. Não há indicação de passagem de corrente pelo medidor quando:
a) o ímã e a bobina se movimentam, aproximando-se. b) a bobina se aproxima do ímã que permanece parado. c) o ímã se desloca para a direita e a bobina para a esquerda.
d) o ímã e a bobina se deslocam ambos para a direita, com a mesma velocidade. e) o ímã se aproxima da bobina e esta permanece parada.
230. (Fuvest-SP) Um ímã, preso a um carrinho, desloca-se com velocidade constante ao longo de um trilho horizontal. Envolvendo o trilho há uma espira metálica, como mostra a figura. Pode-se afirmar que, na espira, a corrente elétrica:
a) é sempre nula.
b) existe somente quando o ímã se aproxima da espira. c) existe somente quando o ímã está dentro da espira. d) existe somente quando o ímã se afasta da espira. e) existe quando o ímã se aproxima ou se afasta da espira. EXERCÍCIOS 24
231. (PUC-PR) Nos dias atuais, a humanidade necessita cada vez mais de energia elétrica. O fenômeno da indução eletromagnética é usado para gerar praticamente toda energia elétrica que utilizamos.
Esse fenômeno consiste no aparecimento de uma força eletromotriz nos extremos de um fio condutor submetido a um: a) campo elétrico.
b) campo magnético invariável. c) campo eletromagnético invariável. d) fluxo magnético variável.
e) fluxo magnético invariável.
232. (UFRN) Um certo detector de metais manual usado em aeroportos consiste de uma bobina e de um medidor de campo magnético. Na bobina, circula uma corrente elétrica que gera um campo magnético conhecido, chamado campo de referência. Quando o detector é aproximado de um objeto metálico, o campo magnético registrado no medidor torna-se diferente do campo de referência, acusando, assim, a presença de algum metal.
A explicação para o funcionamento do detector é:
a) A variação do fluxo do campo magnético através do objeto metálico induz neste objeto correntes elétricas que geram um campo magnético total diferente do campo de referência.
b) A variação do fluxo do campo elétrico através do objeto metálico induz neste objeto uma densidade não-nula de cargas elétricas que gera um campo magnético total diferente do campo de referência.
c) A variação do fluxo do campo elétrico através do objeto metálico induz neste objeto correntes elétricas que geram um campo magnético total diferente do campo de referência.
d) A variação do fluxo do campo magnético através do objeto metálico induz neste objeto uma densidade não-nula de cargas elétricas que gera um campo magnético total diferente do campo de referência.
233. (Udesc) Considere uma espira de fio metálico, quadrada, cujo lado mede 50 cm. A espira está imersa numa região de campo magnético, cuja direção, sempre constante, faz um ângulo de 60 graus com a direção perpendicular ao plano da espira. O campo magnético tem módulo variável, passando de um valor B = 2,0.10-2 T para outro, B = 6,0. 10-2 T, num intervalo de tempo igual a 1,0.10-4 s.
Com base nessa informação, calcule:
a) o fluxo do campo magnético através da espira, no instante em que B = 2,0.10-2 T; b) o fluxo do campo magnético através da espira, no instante em que B = 6,0.10-2 T; c) a força eletromotriz induzida média na espira, no intervalo de tempo 1,0.10-4 s. R: a) 2,5.10-3 T.m2
b) 7,5.10-3 T.m2 c) ε = –50 V
234. (UFBA) Um condutor CD, de resistência igual a 0,30Ω, pode deslizar livremente sobre um fio condutor ideal, dobrado em U. O vetor indução magnética , de módulo constante igual a 3 T, incide perpendicularmente e ao plano do circuito, conforme mostra a figura. Um agente externo puxa CD com velocidade
BG
v G
constante, induzindo uma corrente elétrica de 1 A. Estabeleça, em metros por segundo, o valor da velocidade.
R: 1m/s
235. (UFSC) Uma espira condutora e retangular encontra-se imóvel num plano perpendicular às linhas de indução de um campo magnético uniforme. Se o módulo do vetor indução magnética (em teslas) variar, conforme o gráfico abaixo, qual o valor absoluto da força eletromotriz induzida, em volts, na espira durante o intervalo de tempo compreendido entre 0 s e 12 s?
R: 2V
236. (Ufsc) A energia eólica pode ser uma excelente opção para compor a matriz energética de uma nação como o Brasil. Um estudante construiu um modelo de gerador elétrico “eólico” colocando um ventilador na frente de pás conectadas a uma espira com 1.10-3 m2 de área, que está em um campo magnético constante de 2.10-2 T.
O modelo do gerador está representado pelo esquema abaixo. Observe-o e assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
N
S
01. Mesmo com o ventilador ligado e a espira girando, a lâmpada não brilha constante-mente, pois a corrente gerada é alternada. 02. Enquanto a espira estiver girando, o campo magnético gera sobre ela um torque que se opõe ao seu movimento de rotação. 04. Correntes alternadas são normalmente usadas nas linhas de transmissão, pois podem ser diminuídas ou aumentadas se utilizarmos transformadores.
08. Mesmo sem vento e com a espira parada, teremos uma força eletromotriz induzida, pois um campo constante sempre gera uma força eletromotriz sobre uma espira.
R: 01 + 02 +04 + 16 = 23
237. (UEL-PR) O experimento abaixo pode ser usado para produzir energia elétrica. Nesse experimento deve-se aproximar e afastar, continuamente, o imã do conjunto de espira. Quanto a esse experimento, é correto afirmar: