lista de exercícios de física i – eletromagnetismo

LISTA DE EXERCÍCIOS DE FÍSICA I – ELETROMAGNETISMO
1) Quando um ímã em forma de barra é partido ao
meio, observa-se que:
a) separamos o pólo norte do pólo sul.
b) obtemos ímãs unipolares.
c) damos origem a dois novos ímãs.
d) os corpos não mais possuem a propriedade
magnética.
e) n. r. a.
2) Um prego de ferro AB, inicialmente não imantado,
é aproximado do pólo sul (S) de um ímã permanente
conforme mostra a figura.
Nessa situação, forma-se um pólo.......... e o ímã e o
prego se..........
Assinale a alternativa que preenche de forma correta
as duas lacunas, respectivamente.
a) sul em A - atraem
b) sul em A - repelem
c) sul em B - repelem
d) norte em A - atraem
e) norte em B - atraem
3) Três chaves de fenda que podem estar com as
pontas imantadas, cujos pólos são X, Y e Z, são
aproximadas do pólo K de um ímã. Observamos que os
pólos X e Y são atraídos e Z, repelido. Se a chave X é
um pólo sul, podemos afirmar que:
a) Y é um pólo norte.
b) Z e K são pólos norte.
c) Y não está imantada e K é um pólo sul.
d) n. r. a.
4) A agulha de uma bússola, quando sobre uma mesa
e somente sob influência magnética da Terra, tem
sua extremidade norte apontando para a porta da
sala. Para fazer essa agulha apontar para outro lugar,
basta:
I. manter o eixo de apoio da agulha na vertical e girar
a bússola, de maneira conveniente.
II. aproximar um ímã, de maneira conveniente.
III. aproximar qualquer tipo de metal que tenha
estado em contato com um ímã.
Dentre as afirmativas I, II e III, somente:
a) I é correta.
b) II é correta.
c) III é correta.
d) I e II são corretas.
e) II e III são corretas.
5) As linhas de indução de um campo magnético são:
a) o lugar geométrico dos pontos onde a intensidade
do campo magnético é constante.
b) as trajetórias descritas por cargas elétricas num
campo magnético.
c) aquelas que em cada ponto tangenciam o vetor
indução magnética, orientadas no seu sentido.
d) aquelas que partem do pólo norte de um ímã e vão
até o infinito.
e) n. r.a.
6) A Terra é considerada um ímã gigantesco, que tem
as seguintes características:
a) O pólo norte geográfico está exatamente sobre o
pólo sul magnético, e o sul geográfico está na mesma
posição que o norte magnético.
b) O pólo norte geográfico está exatamente sobre o
pólo norte magnético, e o sul geográfico está na
mesma posição que o sul magnético.
c) O pólo norte magnético está próximo do pólo sul
geográfico, e o pólo sul magnético está próximo do
pólo norte geográfico.
d) O pólo norte magnético está próximo do pólo norte
geográfico, e o pólo sul magnético está próximo do
pólo sul geográfico.
e) O pólo norte geográfico está defasado de um
ângulo de 45o do pólo sul magnético, e o pólo sul
geográfico está defasado de 45o do pólo norte
magnético.
7) O ferro é substância ferromagnética, o ouro é
substância diamagnética e a platina é substância
paramagnética. Uma barra metálica AB colocada a
entre os pólos de um ímã tem seus ímãs elementares
facilmente orientados no sentido do campo magnético
do ímã:
a) somente se ela for de ouro.
b) somente se ela for de platina.
c) somente se ela for de ferro.
d) se ela for de ouro ou de platina.
e) se ela for de ouro ou de ferro.
8) O esquema representa uma réplica da experiência
de Oersted. Nessa experiência, temos uma bússola
acima de um circuito constituído por um amperímetro
e uma bateria. Ao fecharmos a chave C, podemos
afirmar que:
a) a agulha da bússola gira cerca de 30º.
b) a agulha da bússola gira cerca de 90º.
c) a agulha da bússola gira cerca de 120º.
d) a agulha da bússola gira cerca de 180º.
e) a agulha da bússola não se movimenta.
9) Duas correntes elétricas de mesma intensidade i1 =
i2 percorrem os condutores da figura. Essas correntes
produzem um campo magnético resultante nulo nos
pontos:
a) P1 e P3
b) P1 e P2
c) P1 e P4
d) P2 e P3
e) P2 e P4
11) 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 magnético 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
12) Coloca-se uma bússola nas proximidades de um fio
retilíneo, vertical, muito longo, percorrido por uma
corrente elétrica contínua, i. A bússola é disposta
horizontalmente e assim a agulha imantada pode girar
livremente em torno de seu eixo. Nas figuras abaixo,
o fio é perpendicular ao plano do papel, com a
corrente no sentido indicado (saindo).
Assinale a posição de equilíbrio estável da agulha
imantada, desprezando o campo magnético terrestre.
10) Dois fios retos, compridos e paralelos são
colocados perpendicularmente ao plano desta folha e
percorridos por correntes elétricas tais que i1 = 3i2
conforme figura.
Os campos magnéticos resultantes criados pelas
correntes, nos pontos M e N, estão melhor indicados
na opção:
13) Para aumentar o efeito magnético de uma bobina
que está ligada a uma bateria, podemos realizar os
seguintes procedimentos, exceto:
a) aumentar o número de espiras da bobina.
b) aumentar a corrente elétrica através da bobina.
c) aumentar a tensão elétrica aplicada na bobina.
d) colocar um núcleo de ferro dentro da bobina.
e) colocar um núcleo de qualquer metal dentro da
bobina.
14) Um solenóide compreende 2000 espiras por
metro. A intensidade do vetor indução magnética
originado na região central, devido à passagem de
uma corrente de 0,5 A, é de:
a) 2π.10-4 T
b) 4π.10-4 T
c) 2π.10-5 T
d) 4π.10-5 T
e) n. r. a.
15) Uma bússola é colocada no meio de um solenóide
longo, orientando-se o conjunto conforme indica a
figura abaixo. Fazendo-se passar corrente no
solenóide no sentido indicado, a agulha da bússola
terá a sua nova posição dada por:
Seja z a direção perpendicular ao plano formado
pelas direções x e y. A força magnética exercida
sobre um elétron é nula somente quando ele for
lançado nessa região segundo a direção:
a) x
b) y
c) z
d) x ou z
e) y ou z
18) Um corpúsculo carregado com carga de 100.10-6 C
passa com velocidade de 25 m/s na direção
perpendicular a um campo de indução magnética e
fica sujeito a uma força de 5.10-4 N. A intensidade
desse campo vale:
a) 0,1 T
b) 0,2 T
c) 0,3 T
d) 1,0 T
e) 2,0 T
16) A figura 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 à sua direita.
e) o campo magnético no núcleo do eletroímã é nulo
17) A figura mostra os pólos norte (N) e sul (S) de dois
ímãs. Na região entre esses pólos existe um campo
magnético uniforme na direção x.
19) Uma partícula de massa 2 g, eletrizada com carga
elétrica positiva de 5.10-6 C e com velocidade de
8.10^3 m/s, penetra num campo magnético uniforme
de 1.10-3 T, formando um ângulo de 0 o com as linhas
de indução desse campo. O trabalho efetuado pela
força magnética que age sobre essa partícula em 20 s
vale (mili = 10-3):
a) zero
b) 12 mJ
c) 15 mJ
d) 30 mJ
e) 90 mJ
20) Em uma região do espaço existe um campo
magnético de 4.10^2 T. Uma partícula com carga de
2.10-6 C e velocidade de 100 m/s é lançada fazendo
30 o com a direção do campo. Então, atuará sobre a
partícula uma força de:
a) 0,1.10-2 N
b) 0,4.10-2 N
c) 1.10-2 N
d) 4.10-2 N
e) 8.10-2 N
21) Um feixe de partículas em movimento circular
está sob influência de um campo magnético uniforme
B = 0, 1 T. Sabendo que a carga de cada partícula é
8.10-11 C e que elas se movem a uma velocidade
2.10^5 m/s, determine o valor da força magnética
que atua sobre cada partícula e o ângulo entre o
campo e a velocidade.
a) 1,6.10-14 N, 90 o
b) 0,8.10-14 N, 90 o
c) 1,6.10-14 N, 45 o
d) 1,6.10-14 N, 0 o
e) 0,8.10-14 N, 0 o
22) Um íon de massa 8,0.10-27 kg e carga +1,6.10-16
C, entra na câmara de um espectrômetro de massa
com uma energia cinética de 1,6.10-16 J, após ter
sido acelerado por uma ddp. Após descrever a
trajetória ilustrada na figura, o íon atinge o ponto C
de uma chapa fotográfica, distante de A:
a) 20 cm
b) 10 cm
c) 2,0 cm
d) 1,0 cm
e) 0,10 cm
23) Um elétron penetra em uma região do espaço
onde só existe um campo magnético de módulo
2,00.10-2 T. Se a energia cinética do elétron, ao
penetrar no campo, vale 4,05.10-11 joules, a força
máxima que ele poderá sofrer, sendo me = 9,00.10-31
kg e e = 1,60.10-19 C, é:
a) 1,6.10-12 N
b) 3,8.10-12 N
c) 8,0.10-12 N
d) 9,6.10-12 N
e) 1,4.10-11 N
24) Um próton (p), um elétron (e) e um nêutron (n)
com velocidades diferentes penetram na região de
um campo magnético, como mostrado na figura. O
campo é perpendicular ao plano do papel e orientado
para dentro. Qual das combinações abaixo indica,
respectivamente, as trajetórias 1, 2 e 3 das
partículas?
a) e, p, n
b) p, e, n
c) n, p, e
d) p, n, e
e) n, e, p
25) Duas cargas elétricas J e K, de mesma massa, são
lançadas perpendicularmente a um campo magnético
uniforme com as mesmas velocidades. As trajetórias
seguidas por elas estão mostradas na figura. Assim, a
razão entre as cargas elétricas J e K é igual:
a) 1
b) 2
c) 4
d) ½
e) 1/4
26) Dispõe-se de dois condutores infinitos, retilíneos e
paralelos, percorridos pelas correntes i1 e i2 de
intensidades iguais a 10 A e de sentidos contrários.
Um próton (q = 1,6.10-19 C) é disparado do ponto A
com uma velocidade vo = 1,0.106 m/s segundo uma
direção paralela aos condutores e sobre o plano que
os contém. A intensidade da força a que esse próton
fica sujeito no instante do disparo é: (Dado:
permissividade magnética do meio = 4π.10-7 T.m/A)
a) 6,4.10-17 N
b) 4,8.10-17 N
c) 3,2.10-17 N
d) 1,6.10-17 N
e) zero
27) Suponha que a sala de aula seja uma região onde
existe um campo magnético vertical, orientado de
baixo para cima. Suponha ainda um condutor,
horizontal e paralelo ao quadro-negro, percorrido por
corrente elétrica cujo sentido é da esquerda para a
direita. Esse condutor ficará sujeito a uma força
magnética:
a) paralela ao próprio condutor, no mesmo sentido da
corrente.
b) paralela ao próprio condutor, no sentido contrário
ao da corrente.
c) vertical no sentido de cima para baixo.
d) vertical no sentido de baixo para cima.
e) horizontal no sentido do quadro-negro para o
aluno.
28) A figura representa três condutores A, B e C, cada
um percorrido por uma corrente elétrica de
intensidade i, com sentidos indicados no desenho.
Nas condições do desenho, pode-se afirmar que sobre
o condutor B atua uma força:
a) da esquerda para a direita, no plano da página.
b) de dentro para fora do plano da página.
c) da direita para a esquerda, no plano da página.
d) de fora para dentro do plano da página.
e) de baixo para cima, no plano da página.
29) Um fio de comprimento 10 cm, percorrido por
uma corrente elétrica de 2 A, é colocado
perpendicularmente a um campo magnético uniforme
de valor 40 Wb/m2. A força magnética que atua sobre
ele, em N, é igual a:
a) 800
b) 400
c) 8
d) 4
e) zero
30) Dois fios paralelos e extensos são percorridos por
correntes de intensidades 3 A e 5 A, de mesmo
sentido. A distância entre os fios é de 40 cm. A força
por unidade de comprimento entre os fios é:
a) de atração e vale 7,5.10-6 N/m
b) de repulsão e vale 7,5.10-6 N/m
c) de atração e vale 15.10-8 N/m
d) de repulsão e vale 15.10-18 N/m
e) n. r. a.
31) A figura representa um condutor metálico apoiado
sobre dois trilhos paralelos, horizontais, imersos num
campo magnético de indução B vertical, dirigido para
cima. Se, por um mecanismo qualquer, fizermos
circular uma corrente elétrica contínua i pelo
condutor, no sentido indicado, o mesmo ficará sujeito
a uma força de interação magnética dirigida:
a) horizontalmente para a esquerda, perpendicular ao
condutor.
b) horizontalmente para a direita, perpendicular ao
condutor.
c) verticalmente para cima,
d) verticalmente para baixo.
e) horizontalmente no mesmo sentido da corrente.
32) Assinale a alternativa correta.
a) A agulha de uma bússola é um ímã.
b) Dois condutores retilíneos e paralelos, percorridos
por correntes elétricas, atraem-se mutuamente,
independentemente dos sentidos destas correntes
elétricas,
c) Uma carga elétrica em repouso possui ao seu redor
um campo magnético de intensidade diretamente
proporcional à própria carga.
d) As linhas de indução magnética de um ímã saem de
seu pólo sul e chegam ao seu pólo norte.
e) A unidade de medida da intensidade do vetor
indução magnética, no sistema internacional, é o
weber.
33) Aproximando ou afastando um ímã de uma espira
condutora retangular, a variação do fluxo de indução
magnética determina o aparecimento de uma
corrente elétrica induzida i.
Qual é a figura que melhor representa a corrente
elétrica induzida?
condutora E, cuja resistência elétrica é 2,0 ohms,
está sobre a mesa.
Sabendo-se que, durante certo intervalo de tempo, o
fluxo magnético através dessa espira aumenta na
razão de 3,0 webers por segundo, a corrente elétrica
induzida na espira é:
a) 1,5 A no sentido horário.
b) 1,5 A no sentido anti-horário.
c) 3,0 A em corrente alternada.
d) 6,0 A em sentido horário.
e) 6,0 A em sentido anti-horário.
37) A figura mostra uma espira condutora circular no
plano (y, z) e um ímã alinhado segundo a direção
horizontal x.
34) 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 elétrico.
b) campo magnético invariável.
c) campo eletromagnético invariável.
d) fluxo magnético variável.
e) fluxo magnético invariável.
35) Um ímã em forma de barra cai atravessando uma
espira, como indica a figura.
Pode-se dizer com certeza que:
a) o sentido da corrente na espira muda do sentido
anti-horário para o horário.
b) não surge nenhuma corrente.
c) o sentido da corrente na espira é sempre antihorário.
d) o sentido da corrente na espira é sempre horário.
e) a corrente na espira muda do sentido horário para
o anti-horário.
36) A região R indicada na figura representa o tampo
horizontal de uma mesa vista de cima. Nessa região
existe um campo magnético B, vertical e variável,
sempre orientado de cima para baixo. Uma espira
Em qual das situações apresentadas nas alternativas
não haverá corrente elétrica induzida na espira?
a) O ímã e 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,
38) Uma espira em forma de U está ligada a um
condutor móvel AB. Este conjunto é submetido a um
campo de indução magnética B = 4,0 T, perpendicular
ao papel e dirigido para dentro dele. Conforme
mostra a figura, a largura do U é de 2,0 cm.
Determine a tensão induzida e o sentido da corrente,
sabendo que a velocidade de AB é de 20 cm/s.
a) 1,6 V e a corrente tem sentido horário.
b) 1,6 V e a corrente tem sentido anti-horário.
c) 0,16 V e a corrente tem sentido horário.
d) 0,16 V e a corrente tem sentido anti-horário.
e) n. r. a.
39) Uma espira circular de fio condutor está sujeita a
uma variação de fluxo magnético, dado em weber
com relação ao tempo, conforme o gráfico. O módulo
da força eletromotriz induzida na espira durante esse
intervalo de tempo é, em volts, igual a:
a) 100
b) 10
c) 9,0
d) 1,0
e) 0,01
40) O gráfico registra o fluxo magnético através de
um anel metálico ao longo de 5 segundos. Em quais
dos intervalos de tempo relacionados (valores em
segundos) surgirá no anel uma corrente elétrica
induzida?
a) Somente em (1, 2),
b) Somente em (0, 1) e (2, 3),
c) Somente em (0, 1) e (4, 5).
d) Somente em (0, 1), (1, 2) e (2, 3).
e) Somente em (0, 1), (2, 3), (3, 4) e (4, 5)
41) Um transformador elétrico tem 200 e 400 voltas
de fio no primário e no secundário, respectivamente,
e rendimento de 100%. Aplicando-se uma tensão
alternada de 120 volts ao primário, obtém-se uma
tensão alternada de saída cujo valor, em volts, é
igual a:
a) 480
b) 240
c) 120
d) 60
e) 30
42) Num transformador suposto ideal, as grandezas
que têm o mesmo valor tanto no primário quanto no
secundário são:
a) freqüência e potência.
b) corrente e freqüência.
c) voltagem e potência.
d) corrente e voltagem,
e) freqüência e voltagem.
43) A figura mostra um transformador de tensão. O
princípio de funcionamento do transformador permite
afirmar que se tem uma tensão no secundário:
I. quando o primário está ligado a uma tensão
contínua.
II. quando o primário está ligado a uma tensão
alternada.
III. no momento de ligar o primário a uma tensão
contínua.
Pode-se afirmar que:
a) estão corretas a I e a II
b) estão corretas a I e a III
c) apenas a III está correta
d) apenas a II está correta.
e) estão corretas a II e a III.
44) O primário de um transformador alimentado por
uma corrente elétrica alternada tem mais espiras do
que o secundário. Nesse caso, comparado com o
primário:
a) a diferença de potencial é a mesma, e a corrente
elétrica é contínua.
b) a diferença de potencial é a mesma, e a corrente
elétrica é alternada.
c) a diferença de potencial é menor, e a corrente
elétrica é alternada.
d) a diferença de potencial é maior, e a corrente
elétrica é alternada.
e) a diferença de potencial é maior, e a corrente
elétrica é contínua
GABARITO
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
D
B
B
C
C
C
B
A
E
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
A
B
E
C
E
A
A
B
A
D
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
A
E
D
A
B
A
E
C
C
A
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
B
A
E
D
A
B
A
E
A
E
41
42
43
44
B
A
D
C