CENTRO EDUCACIONAL SESC CIDADANIA

CENTRO EDUCACIONAL SESC CIDADANIA
Professor: Vilson Mendes
Lista de exercícios de Física I
Lista 9 – Força magnética
∞ENSINO MÉDIO ∞
Data
Aluno (a):
NOTA:
SÉRIE/TURMA
3ª
1. Nos casos indicados a seguir, cada condutor
está imerso em um campo magnético uniforme e
é percorrido por uma corrente elétrica. Aplicando
a regra da mão esquerda, represente a força
magnética que age em cada condutor.
a) Determine a constante elástica k da mola.
b) Ao passar corrente elétrica pelo condutor, no
sentido de C para D, observa-se que a
deformação da mola se altera para 1,0 cm, como
mostra a figura 2.
2. Um condutor retilíneo de comprimento L = 30
cm, percorrido por uma corrente elétrica de
intensidade i = 2,5 A, é colocado em um campo
magnético uniforme de intensidade B = 2 · 10–3 T.
Represente a força magnética que age no
condutor e determine sua intensidade em cada
um dos casos abaixo.
Qual é a intensidade da corrente que percorre o
condutor?
4. Dois condutores retilíneos e paralelos, 1 e 2,
são percorridos por correntes elétricas de
intensidades i1 e i2, de acordo com a figura. No
condutor 1, a corrente elétrica tem o sentido
de A para B.
3. Um condutor reto de massa m = 100 g e
comprimento L = 40 cm é colocado em um
campo magnético uniforme de intensidade B =
0,50 T, suspenso por uma mola, como indica
a figura 1. A mola sofre uma deformação de 2,0
cm quando não passa corrente elétrica pelo
condutor. Considere a aceleração da
gravidade g = 10 m/s2.
Qual deve ser o sentido da corrente no condutor
2 para que entre 1 e 2 ocorra atração? E
repulsão?
5. Há dois condutores, 1 e 2, retilíneos, longos e
paralelos, percorridos por correntes elétricas de
mesmo sentido e mesma intensidade i. A
distância entre os condutores é r e μ0 é a
permeabilidade magnética do meio. Para cada
comprimento L dos condutores, pode-se afirmar
que:
a) Entre os condutores ocorre atração e a
intensidade da força magnética é diretamente
proporcional à intensidade da corrente elétrica i.
b) Entre os condutores ocorre atração e a
intensidade da força magnética é diretamente
proporcional ao quadrado da intensidade da
corrente elétrica i.
c) Entre os condutores ocorre atração e a
intensidade da força magnética é diretamente
proporcional à intensidade da corrente elétrica i.
d) Entre os condutores ocorre atração e a
intensidade da força magnética é diretamente
proporcional ao quadrado da intensidade da
corrente elétrica i.
e) Entre os condutores ocorre atração e a
intensidade da força magnética é inversamente
proporcional ao quadrado da distância r entre os
condutores.
6. Três condutores retos, percorridos por uma
corrente elétrica de mesma intensidade i = 2,0 A,
estão dispostos conforme indica a figura a seguir.
Sendo r = 20 cm e μ0 = 4π · 10–7 T · m/A,
determine a intensidade da força magnética
resultante que age em cada metro do condutor 2,
pela ação dos condutores 1 e 3.
7. Em cada caso, represente a força magnética
que age nas partículas eletrizadas A e C,
lançadas com velocidades ⃗⃗⃗⃗ e ⃗⃗⃗⃗ em um campo
magnético uniforme.
intensidade B, perpendicularmente às linhas de
indução. Pode-se afirmar que:
a) A partícula descreve um movimento retilíneo
uniforme.
b) A partícula descreve um movimento helicoidal
uniforme.
c) A partícula descreve um movimento circular
uniforme de raio
| |
d) A partícula descreve um movimento circular
uniforme, cujo período aumenta com o aumento
da velocidade v.
e) A partícula descreve um movimento circular
uniforme, cujo período diminui com o aumento da
velocidade v.
9. Um feixe de partículas constituído de elétrons,
nêutrons e pósitrons (partículas de carga elétrica
positiva) é lançado em um campo magnético
uniforme. As partículas descrevem as trajetórias
I, II e III, indicadas na figura. Identifique a
trajetória dos elétrons, dos nêutrons e dos
pósitrons.
10. Duas partículas de mesma massa e
eletrizadas com cargas elétricas q1 e q2 são
lançadas com mesma velocidade em um
campo magnético uniforme ⃗ . Considerando que
as partículas descrevem as semicircunferências
indicadas na figura, determine a relação .
Revisando o conteúdo
1. (Ufal) Um condutor elétrico de pequena
espessura e comprimento de 50 cm é disposto
horizontalmente numa região onde existe um
campo magnético uniforme, de direção
perpendicular a essa folha, sentido para dentro
da folha e intensidade 2,0 T.
8. Uma partícula de massa m e eletrizada com
carga elétrica q é lançada com velocidade de
módulo v em um campo magnético uniforme de
Determine o módulo, a direção e o sentido da
força magnética que atua no fio quando ele é
percorrido por uma corrente de intensidade 5,0 A,
da esquerda para a direita, como mostra a figura.
4. (Puccamp-SP) Dois condutores retos, extensos
e paralelos estão separados por uma
distância d = 2,0 cm e são percorridos por
correntes elétricas de intensidade i1 = 1,0 A e i2 =
2,0 A, com os sentidos indicados na figura.
2. (Uneb-BA) Um fio condutor de peso P = 1,0 N
é sustentado por dois fios ideais e isolantes numa
região onde existe um campo de indução
magnética de módulo B = 1,0 T, conforme a
figura.
Se os condutores estão situados no vácuo (μ0 =
4π 10–7 T · m/A), a força magnética entre eles,
por unidade de comprimento, tem intensidade de:
a) 2 · 10–5 N, sendo de repulsão.
b) 2 · 10–5 N, sendo de atração.
c) 2π · 10–5 N, sendo de atração
d) 2π · 10–5 N, sendo de repulsão.
e) 4π · 10–5 N, sendo de repulsão.
Fazendo-se passar uma corrente de
intensidade i = 1,0 A, no sentido de Q para P, a
tração em cada fio ideal é igual a:
a) 0,50 N
b) 1,0 N
c) 1,5 N
d) 2,0 N
e) 2,5 N
3. (UEPB) Um professor de Física resolve fazer
um experimento de eletromagnetismo que
objetiva determinar o valor do campo magnético
entre os polos do ímã. Para isso, ele utiliza um
ímã, uma bateria que fornece 4,8 V a um
condutor cilíndrico AC com massa 5 g,
comprimento de 10 cm e resistência elétrica igual
a 0,10 Ω. Ao ligar a bateria ao circuito, mostrado
na figura a seguir, o condutor cilíndrico fica
suspenso em equilíbrio.
Considerando-se que as linhas do campo são
perpendiculares ao condutor, que a resistência
elétrica dos fios é 0,02 Ω, que a massa dos fios é
desprezível e adotando g = 10 m/s2, o professor
concluiu que o campo magnético, em tesla, tem
valor igual a:
a) 12,5 · 10–3
b) 125
c) 12,5 · 10–4
d) 12,5 · 10–2
e) 1.250
5. (Vunesp-SP) Um fio metálico AB, suspenso por
dois fios verticais, condutores e flexíveis, é
colocado próximo e paralelamente a um fio longo
pelo qual passa a corrente elétrica i, no sentido
indicado na figura. O fio longo e o fio AB estão no
mesmo plano horizontal. Utilizando essa
montagem, um professor pretende realizar duas
experiências, I e II. Na experiência I, fará passar
uma corrente pelo fio AB, no sentido de A para B.
Na experiência II, fará passar a corrente no
sentido contrário. Nessas condições, espera-se
que a distância entre o fio longo e o fio AB:
a) permaneça inalterada tanto na experiência I
como na experiência II.
b) aumente na experiência I e diminua na
experiência II.
c) aumente tanto na experiência I como na
experiência II.
d) diminua tanto na experiência I como na
experiência II.
e) diminua na experiência I e aumente na
experiência II.
6. (PUC-PR) Uma carga positiva q se movimenta
em um campo magnético uniforme ⃗ com
velocidade . Levando em conta a convenção a
seguir, foram representadas três hipóteses com
relação à orientação da força atuante sobre a
carga q, devido à sua interação com o campo
magnético.
Está correta ou estão corretas:
a) Somente I e III.
b) Somente I e II.
c) Somente II.
d) I, II e III.
e) Somente II e III.
7. (IJSO) O sentido da força magnética ⃗⃗⃗⃗ que
age numa partícula eletrizada com carga q,
lançada com velocidade num campo
magnético ⃗ , pode ser determinado pela regra da
mão esquerda. Os dedos da mão esquerda são
dispostos conforme a figura abaixo: o dedo
indicador é colocado no sentido de ⃗ , o dedo
médio no sentido de . O dedo polegar fornece o
sentido de ⃗⃗⃗⃗ , considerando q > 0. Para q < 0, o
sentido da força magnética ⃗⃗⃗⃗ é oposto ao dado
pela regra da mão esquerda.
Na aula de Eletromagnetismo, o professor
comentou que os ímãs geram no espaço que os
envolve um campo magnético o qual pode ser
representado por linhas (chamadas linhas de
indução), que partem do polo norte e chegam ao
polo sul. Afirmou também que, ao aproximar um
ímã da tela de um televisor, a imagem se
deforma. Pedro é um aluno que gosta de
constatar experimentalmente os fenômenos
físicos. Ele possui em casa um televisor antigo
de tubo de raios catódicos, em preto e branco.
Ligou a TV e aproximou, pela parte superior da
tela, um ímã conforme a figura.
Vista frontal da tela do televisor.
A imagem produzida em virtude da incidência de
elétrons na face interna da tela sofreu uma
deformação para:
a) cima.
b) baixo.
c) a direita.
d) a esquerda.
e) a direita e para a esquerda alternadamente.
8. (Uece) Um elétron (e = 1,6 · 10–19 C) está se
movendo com velocidade de 8,0 · 106 m/s em
módulo, numa região onde há um campo
magnético uniforme de módulo B = 83,0 mT.
Levando em consideração as possíveis direções
do vetor campo magnético e do vetor velocidade
do elétron, a menor força magnética (módulo) em
newton que pode atuar no elétron nessa região é:
a) 6,24 · 10–12
b) zero
c) 1,06 · 10–13
d) 3,67 · 10–16
9. (Uece) A região da figura possui um campo
magnético uniforme B e a curva tracejada
representa a trajetória de uma partícula nesse
campo, sob ação apenas do campo magnético.
Podemos afirmar:
1. Se a direção e o sentido do vetor campo
magnético for perpendicular e saindo da folha de
papel e a partícula tiver sinal negativo, ela
percorrerá a trajetória tracejada mostrada de 1
para 2;
2. Se a direção e o sentido do vetor campo
magnético for perpendicular e entrando na folha
de papel e a partícula tiver sinal positivo, ela
percorrerá a trajetória tracejada mostrada de 2
para 1;
3. Ao duplicar a intensidade do campo
magnético, o raio da trajetória da partícula
também duplicará.
Assinale a opção que indica o(s) item(ns)
correto(s):
a) Somente 1 e 3.
b) Somente 3.
c) Somente 1 e 2.
d) Somente 2.
e) 1, 2 e 3.
10. (Ufal) Uma partícula carregada move-se
inicialmente em linha reta e sem atrito sobre uma
superfície horizontal (ver figura). A partícula
ingressa numa região (pintada de azul) em que
existe um campo magnético uniforme, de
módulo B e direção paralela à do vetor
velocidade inicial da partícula. Nessas
circunstâncias, é correto afirmar que a presença
do campo magnético na região pintada de cinza:
a) provocará uma diminuição no módulo da
velocidade da partícula, mas não mudará a sua
direção.
b) provocará um aumento no módulo da
velocidade da partícula, mas não mudará a sua
direção.
c) não provocará mudança no módulo da
velocidade da partícula, mas fará com que a
partícula execute um arco de circunferência
sobre a superfície horizontal.
d) não provocará mudança no módulo da
velocidade da partícula, mas fará com que a
partícula execute um arco de parábola sobre
a superfície horizontal.
e) não provocará alteração no módulo nem na
direção da velocidade da partícula.
11. (Vunesp-SP) Duas cargas de massas iguais e
sinais opostos, com a mesma velocidade inicial,
entram pelo ponto A em uma região com um
campo magnético uniforme, perpendicular ao
plano xy e apontando para “cima”. Sabe-se que a
trajetória 2 possui um raio igual ao dobro do raio
da trajetória 1.
Analisando a figura e desprezando a interação
entre as duas cargas, pode-se concluir que a
carga da partícula 2 tem sinal:
a) negativo e o módulo da carga 1 é o dobro da
2.
b) negativo e o módulo da carga 2 é o dobro da
1.
c) positivo e o módulo da carga 1 é o dobro da 2.
d) positivo e o módulo da carga 2 é o dobro da 1.
e) positivo e o módulo da carga 2 é o triplo da 1.
12. (UFMG) 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:
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 atingila”.
Considerando-se a situação descrita,
é correto afirmar que:
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.
13. (Uema) Um elétron de carga e é arremessado
perpendicularmente em direção às linhas de um
campo magnético uniforme, cuja intensidade é
B = 4,0 · 10–2 T. Determine:
a) a relação carga/massa do elétron, sabendo-se
que o raio de sua trajetória é R = 0,02 m e sua
velocidade é v = 6,5 · 107 m/s.
b) a massa do elétron, sabendo-se que sua carga
é e = –1,6 · 10–19 C.
14. (UFTM-MG) Duas partículas de mesma
massa e cargas elétricas q1 e q2 penetram com
mesma velocidade escalar V numa
região R quadrada de lado L, na qual atua um
campo de indução magnética ⃗ , conforme a
figura.
Sabendo-se que q1 penetra em R pela
fenda C, q2 pela fenda A e que ambas devem sair
pela fenda D, é correto afirmar que:
a) q1 = –q2
b) q1 = –2q2
c) q1 = 2q2
d) q2 = –2q1
e) q2 = 2q1
Gabarito:
1.
a)
b)
c) 0
d)
e)
f)
2. a) 1,5 . 10-3 N; x
b) 7,5 . 10-4 N;
c) 1,5 . 10-3 N;
3. a) k = 50 N/m
b) i = 2,5 A
4. atração: C para D; repulsão: D para C.
5. b
6. 4 . 10-6 N.
7.
8. c
9. I: pósitrons
II: nêutrons
III: elétrons
10. – 1,6
Revisando o conteúdo
1. 5,0 N
2. c
3. a
4. b
5. e
6. a
7. d
8. b
9. d
10. e
11. a
12. a
13. a) – 8,1.1010 C/kg
b) 2,0.10-30 kg
14. b