ELETRICIDADE ELETROMAGNETISMO
VESTIBULARES 2016.2 (UFU/MG-2016.2) ALTERNATIVA: C
Tem se tornado cada vez mais comum o desenvolvimento de veícu- los de transporte de passageiros que flutuam sobre o solo. Um dos princípios que permite a esses veículos “flutuarem” sobre os trilhos é chamado de levitação eletrodinâmica, que ocorre quando há o mo- vimento de um campo magnético nas proximidades de um material condutor de eletricidade.
Segundo essa tecnologia, a levitação do veículo ocorre porque a) o movimento relativo de um material condutor gera força elétrica sobre o material magnético, criando um campo elétrico, o qual, com base na Lei de Coulomb, gerarará em efeito repulsivo entre trem e trilhos, permitindo a “flutuação”.
b) a corrente elétrica gerada pelo material condutor cria um campo magnético sobre o material magnético, que estabelece uma diferen- ça de potencial entre os trilhos e o trem, com base na Lei de Ohm, o que gera a repulsão.
*c) o movimento relativo de um material magnético gera correntes em um material condutor, que criará um campo magnético, o qual, com base na Lei de Lenz, irá se opor à variação do campo criado pelo material magnético, gerando a repulsão.
d) a corrente elétrica induzida no material magnético irá criar um campo magnético no material condutor, o qual, com base na Lei de Faraday, gerará uma força elétrica repulsiva sobre o material mag- nético, permitindo a “flutuação”.
(UFU/MG-2016.2) - RESPOSTA: a) horário b) aumentar a corrente i O esquema a seguir representa, ainda que resumidamente, o funcio- namento do disco rígido de um computador, utilizado para armaze- namento de dados. O conjunto é constituído por um braço giratório, sendo que, em uma de suas extremidades, há um cabeçote de leitu- ra e gravação, que fica sobre o disco de armazenamento de dados. Na outra extremidade desse braço, há fios enrolados em formato de espira, que se encontram sobre um ímã. Dependendo da direção que a corrente assume na espira, esse braço pode girar em torno de um eixo em sentido horário ou anti-horário, posicionando o cabeçote sobre o disco de armazenamento de dados no local desejado.
Com base nas informações, responda:
a) Se a corrente que percorre a espira tiver a direção indicada no esquema, o braço giratório se moverá em sentido horário ou anti- horário? Justifique sua resposta.
b) Sem alterar os componentes e a estrutura do disco rígido indi- cados na figura, qual medida pode ser tomada para que o braço giratório gire mais rapidamente em torno de seu eixo?
(UNINORTE/AC-2016.2) - ALTERNATIVA: D
A influência de um campo magnético no organismo humano tem sido investigada, sistematicamente, desde 1950. A sua aplicação princi- pal em medicina consiste na obtenção de imagens de secções atra- vés do corpo, sem ter de expor o paciente a radiações prejudiciais, como os raios X.
Sobre as propriedades físicas do campo magnético gerado por ímã e fios percorridos por corrente elétrica, é correto afirmar:
a) A bobina percorrida por corrente elétrica produz um campo mag- nético uniforme na região externa dessa bobina.
b) Uma partícula eletrizada que descreve um movimento acelerado gera ao seu redor, exclusivamente, um campo elétrico.
c) O campo magnético gerado por ímãs é causado pela existência de elétrons em repouso em relação aos seus núcleos atômicos. *d) Um solenoide percorrido por uma corrente elétrica se comporta como um ímã em forma de barra, com polos sul e norte determina- dos pela regra da mão direita.
e) As linhas de indução do campo magnético gerado por um fio re- tilíneo e longo, percorrido por uma corrente elétrica de intensidade constante, são linhas divergentes que saem perpendicularmente do fio.
(UNESP-2016.2) - ALTERNATIVA: C
Um ímã em forma de barra, com seus polos Norte e Sul, é colocado sob uma superfície coberta com partículas de limalha de ferro, fa- zendo com que elas se alinhem segundo seu campo magnético. Se quatro pequenas bússolas, 1, 2, 3 e 4, forem colocadas em repouso nas posições indicadas na figura, no mesmo plano que contém a limalha, suas agulhas magnéticas orientam-se segundo as linhas do campo magnético criado pelo ímã.
(www.grupoescolar.com. Adaptado.) Desconsiderando o campo magnético terrestre e considerando que a agulha magnética de cada bússola seja representada por uma seta que se orienta na mesma direção e no mesmo sentido do vetor cam- po magnético associado ao ponto em que ela foi colocada, assinale a alternativa que indica, correta e respectivamente, as configurações das agulhas das bússolas 1, 2, 3 e 4 na situação descrita.
a) d)
b) e)
*c)
(UCB/DF-2016.2) - ALTERNATIVA: A
A figura mostra um imã permanente culo polo norte está para o topo da página e o sul para a base.
Linha de corte
Assinale a alternativa que corresponde ao que ocorre quando o imã é partido ao meio.
*a) Cada metade corresponde a um novo imã com polos norte e sul no mesmo sentido do original (norte para o topo da página). b) Cada metade corresponde a um novo imã com polos norte e sul, ambos com sentido contrário do original (norte para a base da pá- gina).
c) Cada metade corresponde a um novo imã com polos norte e sul, sendo a parte superior com o norte para o topo da página e a inferior com o norte para a base da página.
d) Cada metade corresponde a um novo imã com polos norte e sul, sendo a parte superior com o norte para a base da página e a inferior com o norte para o topo da página.
(UDESC-2016.2) - ALTERNATIVA: D
Observe o extrato a seguir do conto “Tempestade Solar” do escritor Ítalo Calvino.
“O Sol está sujeito a contínuas perturbações internas de sua matéria gasosa e incandescente, que se manifestam em pertur- bações visíveis na superfície: protuberâncias estourando como bolhas, manchas de luminosidade atenuada, intensas cintila- ções das quais se erguem no espaço jatos repentinos. Quando uma nuvem de gás eletrizado emitido no espaço pelo Sol in- veste a Terra atravessando as faixas de Van Allen, registram-se tempestades magnéticas e auroras boreais”
(Ítalo Calvino em Todas as Cosmicômicas – Companhia das Letras, 2007, 1 ed., p. 318).
Esse trecho relata fenômenos que afetam diretamente o mundo atual. Diariamente uma “chuva de partículas” proveniente do Sol bombardeia o planeta Terra. Caso essas partículas chegassem à superfície terrestre, ocorreriam diversos problemas de saúde. Feliz- mente, o campo magnético do nosso planeta oferece uma proteção natural contra essas partículas, defletindo-as antes de chegarem à superfície. Por outro lado, quando o Sol tem picos de atividade, em períodos de aproximadamente 11 anos, esses ventos solares penetram mais na atmosfera prejudicando seriamente os sistemas de comunicação via satélite e os sistemas de GPS. Esse fenômeno afeta em particular o Brasil, onde se encontra a Anomalia Magnéti- ca do Atlântico Sul, na qual há a redução da intensidade do campo magnético terrestre.
Analise as proposições sobre a ação do campo magnético terres- tre para defletir as partículas carregadas da superfície do planeta Terra.
I. A força magnética atua sempre perpendicularmente ao plano defi- nido pelos vetores velocidade e campo magnético terrestre. II. A força magnética varia o módulo da velocidade e a sua direção, desviando as partículas para os polos terrestres.
III. No caso do Brasil, o raio da trajetória das partículas é maior que nos países que se encontram fora da Anomalia Magnética do Atlân- tico Sul, pois o campo magnético é menos intenso.
IV. O raio da trajetória da partícula é diretamente proporcional ao campo magnético terrestre e inversamente proporcional à sua ve- locidade.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. b) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. c) Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras. *d) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. e) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras.
(FAC. ISRAELITA/SP-2016.2) - ALTERNATIVA: A
Desde o aparecimento de sistemas artificiais de estimulação cardí- aca, dotados de circuitos de sensibilidade (os marcapassos), tem- se observado sua relativa vulnerabilidade frente a interferências de diferentes naturezas, tanto em situações ambientais características do dia a dia do paciente portador de marca-
passo, quanto em circunstâncias em que há a necessidade de submetê-lo a procedimen- tos terapêuticos envolvendo correntes elétri- cas, ondas eletromagnéticas ou radiações. Campos magnéticos da ordem de 17,5
µ
T são encontrados em regiões próximas a con-dutores de altas correntes como, por exemplo, alarmes antirroubo, detectores de metais, linhas de transmissão etc e podem inibir o gerador de estímulos cardíacos, mudando consequentemente seu comportamento.
http://paginas.fe.up.pt/~mam/Linhas-01.pdf [Adaptado] Determine até que distância aproximada, em metros, de uma linha de transmissão muito comprida (condutor retilíneo), percorrida por uma corrente contínua de 217 A, a uma tensão de 400 kV, o campo magnético produzido teria magnitude capaz de poder alterar o com- portamento do gerador de estímulos cardíacos.
Adote:
µ
0= 4.π
.10–7 T.m.A–1. *a) 2,48 b) 4,96 c) 17,5 d) 24,8 (PUC/PR-2016.2) - ALTERNATIVA: CO dispositivo tecnológico mostrado na figura a seguir é um gerador elétrico simples e sua criação é devido à aplicação da Lei de Fara- day e da Lei de Lenz. Nesse dispositivo, a espira, imersa num cam- po magnético B→, gira com velocidade angular ω em torno do eixo de rotação e está acoplada aos anéis coletores. Sobre esses anéis estão as escovas de carvão, que fornecem uma força eletromotriz ao circuito externo. O campo magnético entre os polos é uniforme e a área da espira é igual a A.
Fonte: <http://www.globalspec.com/ImageRepository/LearnMore/20133/acp1 4276ce19e05294cab91329f388c2cbada.gif>. [adaptado]
Considerando o dispositivo da figura acima, é CORRETO afirmar que:
a) o fluxo do campo magnético através da espira é constante. b) o sentido da corrente induzida na espira é horário e independe do tempo.
*c) a força eletromotriz induzida e produzida pelo gerador é alter- nada.
d) a frequência de oscilação produzida pelo gerador e fornecida ao circuito externo é ω.
e) o valor da força eletromotriz gerada é Bω.
(ACAFE/SC-2016.2) - ALTERNATIVA: A
O LHC fica na periferia da cidade de Genebra, na Suíça, sendo for- mado por um enorme tubo circular com circunferência de 26,7 km e diâmetro de 7 m; é subterrâneo, ficando a cerca de 100m abaixo do solo. Ele é um dos experimentos do CERN (Organização Europeia para Pesquisa Nuclear), onde a internet foi inventada.
O diagrama acima mostra o tubo em forma de anel, onde um feixe de partículas elétricas (prótons ou íons) é acelerado por um campo elétrico e passa a rodar sob poderosos campos magnéticos (perpen- diculares aos planos das órbitas dos feixes) em um sentido do anel, enquanto outro feixe acelerado roda no sentido oposto do mesmo anel. Até que, no momento certo, eles entram em rota de colisão, onde as forças elétricas e nucleares serão tão intensas que partícu- las poderão ser criadas.
Nesse sentido, analise as afirmações a seguir.
( ) A função do campo magnético é apenas mudar a direção da
velocidade do feixe de prótons.
( ) A força magnética aplicada em cada próton possui direção tan-
gente à trajetória.
( ) A força magnética tem a mesma direção do campo magnético. ( ) A função do campo magnético é aumentar a energia cinética dos
prótons.
( ) A força magnética aplicada em cada próton não realiza trabalho. A sequência correta, de cima para baixo, é:
*a) V - F - F - F - V c) F - V - F - F - V b) V - V - V - F - F d) F - F - F - V - F
(UEG/GO-2016.2) - ALTERNATIVA: D
Duas espiras circulares, concêntricas e coplanares, de raios R1 e R2, onde R2 = 5R1, são percorridas pelas correntes de intensidades i1 e i2, respectivamente. O campo magnético resultante no centro das espiras é nulo. Qual é a razão entre as intensidades de correntes i2 e i1?
a) 0,2 *d) 5,0
b) 0,8 e) 10
c) 1,0
(ACAFE/SC-2016.2) - ALTERNATIVA: A
Um estudante elaborou um projeto para sua aula de Física. Projetou um agasalho para esquentar e, com isso, aquecer as pessoas. Para tanto, colocou um pêndulo nas mangas do agasalho, para oscilar com o movimento dos braços, ligado a um gerador elétrico que, por sua vez, estava ligado a um circuito de condutores para converter energia elétrica em térmica.
A figura a seguir mostra o agasalho com o detalhamento do gerador, ou seja, um imã que oscila próximo a uma bobina.
Assim, analise as seguintes afirmações:
( ) A corrente elétrica produzida pelo gerador é contínua.
( ) O fenômeno que explica a geração de energia elétrica nesse tipo
de gerador é a indução eletromagnética.
( ) A bobina provoca uma força magnética no imã que tenta impedir
o movimento de oscilação do mesmo.
( ) A corrente induzida aparece porque um fluxo magnético constan-
te atravessa a bobina.
( ) Toda energia mecânica do movimento dos braços é convertida
em energia térmica para aquecimento da pessoa.
A sequência correta, de cima para baixo, é: *a) F - V - V - F – F
b) V - V - V - F – F c) F - V - F - F - V d) V - F - F - V – F (IFNORTE/MG-2016.2) - ALTERNATIVA: A
Para demonstrar o princípio da geração de correntes alternadas, o professor Geraldo coloca um ímã próximo a um arranjo, composto por um fio longo enrolado em um carretel e ligado a uma pequena lâmpada, conforme o esquema da figura abaixo.
Em seguida, o ímã é movimentado para a direita e para a esquerda, de tal forma que a posição x de seu centro de massa (CM) descreve o movimento indicado pelo gráfico, entre as posições x1 e x2. Quanto ao experimento descrito, a afirmação correta é:
*a) A luminosidade da lâmpada é máxima quando o CM do ímã pas- sa pela posição x = 0.
b) A luminosidade da lâmpada independe da posição em que se en- contrar o CM do ímã.
c) O trabalho realizado pelo agente que move o ímã é igual a kx12
2 , sendo k uma constante apropriada.
d) O calor gerado por Efeito Joule no fio da bobina é igual à energia cinética do ímã.
(VUNESP/CEFSA-2016.2) - ALTERNATIVA: A
No laboratório de Física, o experimento consiste em estabelecer condições para que uma partícula eletricamente carregada com car- ga q = 2,5×10–15 C penetre, com velocidade v, numa região onde existe um campo magnético uniforme B→ e atinja o ponto central da placa metálica. Para que o feito seja realizado, a partícula deve des- crever uma trajetória semicircular uniforme de raio r = 1,0 cm, em um intervalo de tempo igual a 3,14×10–6 s.
m
Sendo a massa da partícula 5,0×10–25 kg e adotando
π
= 3,14, é correto afirmar que, nesse experimento, a velocidade da partícula e a intensidade do campo magnético B→ têm, respectivamente, módu- los iguais a*a) 1×104 m/s e 2×10–4 T. d) 2×104 m/s e 1×10–4 T. b) 1×104 m/s e 1×10–4 T. e) 1×104 m/s e 5×10–4 T. c) 2×104 m/s e 2×10–4 T.
(IF/SP-2016.2) - ALTERNATIVA: B
No mundo, existe uma grande variedade de elementos químicos metálicos, cujas propriedades físicas e químicas são similares ou bastante distintas. Comumente, os metais são separados em dois grandes grupos: os ferrosos (compostos por ferro) e os não ferro- sos (ausência de ferro). O primeiro grupo é considerado magnético, enquanto que o segundo não. Desta forma, uma maneira eficiente e rápida para fazer a separação destes elementos é pela utilização de eletroímãs, que são dispositivos que atraem apenas os metais ferromagnéticos. Considere as quatro barras QR, ST, UV e WX apa- rentemente idênticas. Verifica-se, experimentalmente, que Q atrai T, repele U e atrai W; R repele V, atrai T e atrai W.
Diante do exposto, assinale a alternativa correta. a) QR e ST são ímãs.
*b) QR e UV são ímãs. c) RS e TU são ímãs. d) QR, ST e UV são ímãs. e) As quatro barras são ímãs.
(UECE-2016.2) - ALTERNATIVA: A
Em um experimento A, sobre eletromagnetismo, um fio condutor muito fino é disposto em linha reta sobre uma mesa isolante horizon- tal. Pelo fio passa uma corrente elétrica constante. Em um segundo experimento, B, o mesmo fio é disposto na forma de uma circun- ferência também sobre a mesa. Em ambas as situações o fio está contido no plano da mesa. É correto afirmar que, no plano da mesa, os campos magnéticos produzidos pela corrente elétrica nos dois experimentos são
*a) verticais. b) horizontais.
c) vertical e horizontal, respectivamente. d) horizontal e vertical, respectivamente.
(IF/SC-2016.2) - RESPOSTA: SOMA = 09 (01+08)
Se ligarmos uma bateria de automóvel ao primário de um transfor- mador, não teremos uma diferença potencial induzida no secundário desse mesmo transformador.
Por que isso ocorre?
Assinale no cartão-resposta a soma da(s) proposição(ões) COR- RETA(S).
01. Uma corrente contínua não produz variação de fluxo no secun- dário.
02. O campo magnético criado na bobina do primário não atravessa o secundário.
04. Uma corrente contínua não produz campo magnético no núcleo de ferro.
08. Existe um fluxo magnético no secundário, mas não varia com o tempo.
16. A diferença de potencial de uma bateria de automóveis não é suficiente para o surgimento de diferencial de potencial induzida. 32. A informação dada no enunciado da questão não é verdadeira. (UNICEUB/DF-2016.2) - ALTERNATIVA: B
Com um fio condutor ligando em série quatro pilhas, uma chave liga- desliga S, um resistor R e uma bússola, montou-se o experimento de Oersted. As figuras abaixo representam dois momentos do expe- rimento: circuito aberto e circuito fechado.
Com base no exposto, assinale a alternativa correta.
a) O objetivo é mostrar que uma corrente elétrica cria um campo elé- trico. A função do resistor R é a de modular a intensidade do campo magnético e o motivo do desvio perpendicular da agulha da bússola é a variação desse campo magnético.
*b) O objetivo é mostrar que uma corrente elétrica cria um campo magnético. A função do resistor R é a de evitar que as pilhas fiquem em curto-circuito e o desvio da agulha da bússola é devido ao fato de que a direção do campo magnético gerado é perpendicular à di- reção do fio.
c) O objetivo é mostrar que uma corrente elétrica cria um campo elé- trico circular ao redor do fio. A função do resistor R é a de aumentar a intensidade da corrente elétrica e o desvio perpendicular da agulha da bússola é devido ao aumento da ddp.
d) O objetivo é mostrar que uma corrente elétrica cria um campo elétrico na secção transversal do fio. A função do resistor R é a de diminuir a ddp e o desvio perpendicular da agulha da bússola é de- vido ao aumento da intensidade da corrente elétrica.
e) O objetivo é mostrar que uma corrente elétrica cria um campo elétrico uniforme. A função do resistor R é evitar o efeito Joule no circuito montado e o desvio perpendicular da agulha da bússola é devido ao fato de que o campo magnético cria uma corrente elétrica induzida.
(UEPG/PR-2016.2) - RESPOSTA: SOMA = 15 (01+02+04+08) Sobre o fenômeno da magnetização, assinale o que for correto. 01) Um imã pode perder sua magnetização se tiver sua temperatura elevada até um valor conhecido como ponto Curie, o que faz cair drasticamente sua magnetização.
02) O ferro é um material ferromagnético, o que faz com que corpos constituídos deste material, sob a ação de um campo magnético ex- terno, tornem-se imãs.
04) Os corpos constituídos de materiais paramagnéticos, quando na presença de campos magnéticos externos, sofrem um alinhamento parcial de seus imãs elementares. Deste modo, estes corpos são fracamente atraídos por imãs.
08) Uma agulha de ferro em contato com um imã é magnetizada e passa a interagir com agulhas de mesmo material próximas a ela, atraindo-as.
16) Para materiais conhecidos como diamagnéticos, o campo mag- nético induzido no interior do corpo é orientado no mesmo sentido do campo magnético externo.
(UEPG/PR-2016.2) - RESPOSTA: SOMA = 14 (02+04+08) Considere dois fios infinitos retilíneos e condutores, percorridos pe- las correntes (iA) e (iB) de sentidos contrários, colocados paralela- mente um ao outro no vácuo a uma distância (d), conforme a figura abaixo.
Desprezando a espessura dos fios e adotando como referência o plano da folha, assinale o que for correto.
01) No ponto médio entre os fios, o campo magnético resultante é nulo.
02) Se as correntes elétricas nos fios tivessem o mesmo sentido, as forças magnéticas seriam de atração.
04) O campo magnético gerado pela corrente elétrica do fio B, no ponto P, emerge da página.
08) A força magnética entre os condutores depende da distância. Fios muito próximos estariam sujeitos a forças magnéticas mais in- tensas.
16) Sendo F o módulo da força magnética que age nos fios, se as correntes elétricas (iA) e (iB) forem duplicadas, e a distância passar a ser ¼ do seu valor, o valor da força ficará inalterado.
(UEM/PR-2016.2) - RESPOSTA: SOMA = 07 (01+02+04) Assinale a(s) alternativa(s) correta(s).
01) A carga elétrica é uma grandeza que se conserva. Ou seja, a car- ga elétrica é como a energia, não pode ser criada nem destruída. 02) A carga elétrica total de um corpo eletrizado é formada por quan- tidades discretas de carga elementar.
04) O valor numérico da carga elétrica elementar é igual ao módulo da carga elétrica do próton ou ao módulo da carga elétrica do elé- tron.
08) Corpos eletrizados exercem forças magnéticas entre si quando estão em repouso um em relação ao outro.
16) Um corpo eletrizado e isolado não possui campo elétrico. (UEM/PR-2016.2) - RESPOSTA: SOMA = 15 (01+02+04+08) Uma partícula de massa m carregada com carga q penetra com ve- locidade v→ numa câmara hermeticamente fechada contendo vapor de álcool, também conhecida como câmara de nuvens. Devido à ionização do vapor por onde passa essa partícula carregada, é pos- sível visualizar a trajetória do seu movimento.
Na presença de um campo magnético constante B→ direcionado per- pendicularmente à direção de v→ da partícula, se observa, nitidamen- te, uma trajetória curvilínea num plano que contém v→. Ao analisar essa trajetória curva, é correto afirmar que:
01) A razão q/m pode ser determinada a partir da medida do raio da trajetória, do módulo da velocidade e do módulo do campo magné- tico.
02) Estando v→ na direção e no sentido positivo de x e B→ na direção e no sentido positivo de z, a trajetória da partícula no plano xy será no sentido horário se a partícula estiver carregada positivamente. 04) Ao aumentar a intensidade do campo magnético se perceberá uma redução do raio de curvatura da trajetória da partícula que pas-