UMA PROPOSTA DE ENSINO DE TÓPICOS DE ELETROMAGNETISMO VIA INSTRUÇÃO PELOS COLEGAS E ENSINO SOB MEDIDA PARA O ENSINO MÉDIO TESTE INICIAL/FINAL Autores: Vagner Oliveira Eliane Angela Veit Ives Solano Araujo TESTE INICIAL INSTRUÇÕES O teste é individual e sem qualquer tipo de consulta As folhas do teste não devem ser riscadas, para que ele possa ser reaproveitado. Se necessário, utilize outras folhas para rascunhos. Questão 1 FONTE: Vestibular, UNIRIO 2004 (adaptado) Questão 2 FONTE: Vestibular UNIFOR (Universidade de Fortaleza) Os antigos navegantes usavam a bússola para orientação em alto-mar, devido à sua propriedade de se alinhar de acordo com as linhas de campo geomagnético. Analisando a figura onde estão representadas essas linhas, podemos afirmar que: Um ímã permanente em forma de barra é dividido em três partes iguais, como mostra a figura. N 1 2 3 S 1 2 3 Considerando N um polo norte magnético, S um polo sul magnético e ausência de letra correspondente à ausência de polo magnético, as polaridades dos três pedaços estão corretamente representadas em: a) N b) a) o polo sul do ponteiro da bússola aponta aproximadamente para o polo norte geográfico, porque o norte geográfico corresponde ao sul magnético. b) o polo norte do ponteiro da bússola aponta aproximadamente para o polo norte geográfico, porque as linhas do campo magnético não são fechadas. c) o polo sul do ponteiro da bússola aponta aproximadamente para o polo sul geográfico, porque o sul geográfico corresponde ao sul magnético. d) o polo norte do ponteiro da bússola aponta aproximadamente para o polo sul geográfico, porque o norte geográfico corresponde ao norte magnético. e) o polo sul do ponteiro da bússola aponta aproximadamente para o polo sul geográfico, porque o norte geográfico corresponde ao sul magnético. IFSul (Campus Pelotas) & IF – UFRGS 1 S 1 2 N 2 N S c) N 1 d) N 1 S N 2 S e) N 1 S S 2 3 S 3 2 3 S N 3 S N N 3 S OLIVEIRA, V.; VEIT, E. A.; ARAUJO, I. S. Questão 3 FONTE: Vestibular, Universidade Federal de Lavras – MG Questão 4 FONTE: UFMS, Vestibular 2006 (adaptado) A figura abaixo, em corte, mostra dois condutores A e B colocados nos vértices inferiores de um triângulo equilátero. A figura a seguir representa um eletroímã e um pêndulo, cujo corpo preso à extremidade é um pequeno imã. Ao fechar a chave C, é correto afirmar que: P A x B Ambos os condutores são percorridos por correntes elétricas de mesma intensidade e sentido convencional. No condutor A a corrente “sai” do plano horizontal, e no B, “entra” . Colocando-se no vértice superior, ponto P, uma agulha imantada com possibilidade de girar, essa agulha assumirá a posição: a) N b) N c) S a) O campo magnético no interior do eletroímã é nulo. b) O campo magnético no interior do eletroímã aponta para a direita. c) O ímã do pêndulo será atraído pelo eletroímã. d) O polo norte do eletroímã estará à sua direita. e) a corrente elétrica que percorre o eletroímã não provoca nem atração nem repulsão entre ele e o ímã do pêndulo. 30° N S S S N d) e) N 30° S IFSul (Campus Pelotas) & IF – UFRGS OLIVEIRA, V.; VEIT, E. A.; ARAUJO, I. S. Questão 5 FONTE: UFMG, Vestibular 2010 Questão 6 FONTE: Vestibular UNESP Reações nucleares que ocorrem no Sol produzem partículas – algumas eletricamente carregadas –, que são lançadas no espaço. Muitas dessas partículas vêm em direção à Terra e podem interagir com o campo magnético desse planeta. Nesta figura, as linhas indicam, aproximadamente, a direção e o sentido do campo magnético em torno da Terra: Uma mistura de substâncias radiativas encontra-se confinada em um recipiente de chumbo, com uma pequena abertura por onde pode sair um feixe paralelo de partículas emitidas. Ao saírem, três tipos de partículas, 1, 2 e 3, adentram uma região de campo magnético uniforme B com velocidades perpendiculares às linhas de campo magnético e descrevem trajetórias conforme ilustras na figura. Nessa figura, K e L representam duas partículas eletricamente carregadas e as setas indicam suas velocidades em certo instante. Com base nessas informações, Alice e Clara chegam a estas conclusões: • Alice - “Independentemente do sinal da sua carga, a partícula L terá a direção de sua velocidade alterada pelo campo magnético da Terra.” • Clara - “Se a partícula K tiver carga elétrica negativa, sua velocidade será reduzida pelo campo magnético da Terra e poderá não atingi-la.” Considerando-se a situação descrita, é CORRETO afirmar que: Considerando a ação de forças magnéticas sobre cargas elétricas em movimento uniforme, e as trajetórias de cada partícula ilustradas na figura, pode-se concluir com certeza que: a) as partículas 1 e 2, independentemente de suas massas e velocidades, possuem necessariamente cargas com sinais contrários e a partícula 3 é eletricamente neutra (carga zero). b) as partículas 1 e 2, independentemente de suas massas e velocidades, possuem necessariamente cargas com sinais contrários e a partícula 3 tem massa zero. c) as partículas 1 e 2, independentemente de suas massas e velocidades, possuem necessariamente cargas de mesmo sinal e a partícula 3 tem carga e massa zero. d) as partículas 1 e 2 saíram do recipiente com a mesma velocidade. e) as partículas 1 e 2 possuem massas iguais, e a partícula 3 não possui massa. a) apenas a conclusão de Alice está certa. b) apenas a conclusão de Clara está certa. c) ambas as conclusões estão certas. d) nenhuma das duas conclusões está certa. IFSul (Campus Pelotas) & IF – UFRGS OLIVEIRA, V.; VEIT, E. A.; ARAUJO, I. S. Questão 7 FONTE: Vestibular UNESP (adaptado) Questão 9 eixo vertical Um fio metálico AB, suspenso por dois fios verticais, condutores e flexíveis, é inserido numa região com campo magnético uniforme, conforme mostrado na figura. S B x x x x x x x x A N B x x x x Utilizando essa montagem, um professor pretende realizar duas experiências, I e II. Na experiência I, fará passar uma corrente elétrica no sentido (convencional) de A para B, e na experiência II, de B para A. Nessas condições, espera-se que: a) a força de tração nos fios verticais permaneça inalterada, tanto na experiência I como na experiência II. b) a força de tração nos fios verticais aumente nas duas experiências. c) a força de tração nos fios verticais diminua nas duas experiências. d) a força de tração nos fios verticais aumenta na experiência I e diminui na experiência II. e) a força de tração nos fios verticais diminui na experiência I e aumenta na experiência II. Questão 8 FONTE: UFSM, Vestibular (adaptado) Um eletroímã tem seu núcleo formado por um material que fica imantado após ser desligado. Logo, esse núcleo é composto por substâncias: Uma espira circular ligada a um amperímetro é posicionada perpendicularmente a um ímã em forma de barra, como mostrado na figura. Analise as situações abaixo: I – O polo norte do ímã se aproxima da espira em repouso. II – A área da espira aumenta de tamanho e o ímã permanece em repouso. III – A espira gira em torno de um eixo vertical, com o ímã em repouso. IV – O ímã permanece em repouso no interior da espira. Em qual(is) situação(ões) acima o ponteiro do amperímetro acusa indução de corrente elétrica na espira? a) Apenas em I b) Apenas em II e III c) Em I, II e III d) Em todas e) Em nenhuma a) paramagnéticas b) diamagnéticas c) paramagnéticas e diamagnéticas d) ferromagnéticas e) paramagnéticas e ferromagnéticas IFSul (Campus Pelotas) & IF – UFRGS OLIVEIRA, V.; VEIT, E. A.; ARAUJO, I. S. Questão 10 FONTE: UFMG, Vestibular 2004 Questão 11 FONTE: Vestibular Fuvest (adaptado) Um anel metálico rola sobre uma mesa, passando, sucessivamente, pelas posições P, Q, R e S, como representado nesta figura: A figura esquematiza um ímã permanente, em forma de cruz de pequena espessura, e oito pequenas bússolas, colocadas sobre uma mesa. As letras N e S representam, respectivamente, os polos norte e sul do ímã, e os círculos representam bússolas nas quais pode-se representar as agulhas magnéticas. O ímã é simétrico em relação às retas NN e SS. Considerando apenas o efeito do campo magnético produzido pela cruz, podemos afirmar corretamente que a agulha magnética número 1 e número 3 possuem, respectivamente, as seguintes orientações: 3 2 4 Na região indicada pela parte sombreada na figura, existe um campo magnético uniforme, perpendicular ao plano do anel, representado pelo símbolo B . Considerando-se essa situação, é CORRETO afirmar que, quando o anel passa pelas posições Q, R e S, a corrente elétrica, nele, 5 1 6 a) é nula apenas em R e tem sentidos opostos em Q e em S. b) tem o mesmo sentido em Q, em R e em S. c) é nula apenas em R e tem o mesmo sentido em Q e em S. d) tem o mesmo sentido em Q e em S e sentido oposto em R. IFSul (Campus Pelotas) & IF – UFRGS a) e b) e c) e d) e e) e OLIVEIRA, V.; VEIT, E. A.; ARAUJO, I. S. 8 7 Questão 12 FONTE: UFSC, Vestibular 2004 (adaptado) A figura representa um espectrômetro de massa, dispositivo usado para a determinação da massa de íons. Na fonte F são produzidos íons praticamente em repouso. Os íons são acelerados por uma diferença de potencial VAB, adquirindo uma velocidade , sendo lançados em uma região onde existe um campo magnético B . Cada íon descreve uma trajetória semicircular, atingindo uma chapa fotográfica em um ponto que fica registrado, podendo ser determinado o raio R da trajetória. Considerando a situação descrita, analise as afirmativas abaixo: I – A carga dos íons, cujas trajetórias são representadas na figura, é positiva. II – O raio da trajetória depende da massa do íon, e é exatamente por isso que é possível distinguir íons de mesma carga elétrica e massas diferentes. III – Mesmo que o íon não apresente carga elétrica, sofrerá a ação do campo magnético que atuará com uma força de direção perpendicular à sua velocidade . Marque a alternativa correta. a) apenas a afirmativa I está correta. b) apenas a afirmativa II está correta. c) apenas a afirmativa III está correta. d) as afirmativas I e II estão corretas. e) todas as afirmativas estão corretas. IFSul (Campus Pelotas) & IF – UFRGS OLIVEIRA, V.; VEIT, E. A.; ARAUJO, I. S.