Magnetismo 4 - Lógico Cursos Aliados

1. A Figura 1 mostra uma espira quadrada, feita de material condutor, contida num plano zy,
e um fio condutor retilíneo e muito longo, paralelo ao eixo z, sendo percorrido por uma corrente
elétrica de intensidade i, dada pelo gráfico da Figura 2.
A partir da análise das Figuras 1 e 2, pode-se afirmar que o gráfico que melhor representa a
fem induzida ε entre os pontos A e B é:
a)
b)
c)
d)
2. O desenvolvimento tecnológico das últimas décadas tem exigido a produção cada vez
maior de energia, principalmente de energia elétrica. Além das hidrelétricas, outras fontes
como painéis fotovoltaicos, usinas eólicas, termoelétricas e baterias têm sido usadas para
produzir energia elétrica.
São fontes de energia que não se baseiam na indução eletromagnética para produção de
energia elétrica:
a) pilhas e painéis fotovoltaicos.
b) termoelétricas e usinas eólicas.
c) pilhas, termoelétricas e painéis fotovoltaicos.
d) termoelétricas, painéis fotovoltaicos e usinas eólicas.
3.
Em uma loja, a potência média máxima absorvida pelo enrolamento primário de um
transformador ideal é igual a 100 W. O enrolamento secundário desse transformador, cuja
tensão eficaz é igual a 5,0 V, fornece energia a um conjunto de aparelhos eletrônicos ligados
em paralelo. Nesse conjunto, a corrente em cada aparelho corresponde a 0,1 A.
O número máximo de aparelhos que podem ser alimentados nessas condições é de:
a) 50
b) 100
c) 200
d) 400
4. 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 constante 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, e:
a) F – V – V – F – F
b) V – V – V – F – F
c) F – V – F – F – V
d) V – F – F – V – F
5. O dispositivo tecnológico mostrado na figura a seguir é um gerador elétrico simples e sua
criação é devido à aplicação da Lei de Faraday e da Lei de Lenz. Nesse dispositivo, a espira,
imersa num campo 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.
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 alternada.
d) a frequência de oscilação produzida pelo gerador e fornecida ao circuito externo é ω.
e) o valor da força eletromotriz gerada é Bω.
6. Tem se tornado cada vez mais comum o desenvolvimento de veículos 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
movimento 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, gerará 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 diferença 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 magnético, permitindo a “flutuação”.
7. O carregador de celular é um dispositivo que consegue transferir energia elétrica da rede
elétrica residencial para as baterias do aparelho. No entanto, para realizar essa transferência
utiliza um equipamento bastante conhecido, o transformador. Na figura abaixo, recortamos o
esquema do transformador de um carregador de celular que é igual à de qualquer
transformador comum.
Considere a figura e assinale a alternativa correta que completa as lacunas da frase a seguir.
O princípio de funcionamento do transformador é __________. Com base na figura, deduzimos
que a tensão do enrolamento da __________ é __________ que a tensão do enrolamento da
__________.
a) a indução eletromagnética – direita – igual – esquerda
b) a indução eletrostática – esquerda – menor – direita
c) a indução eletromagnética – esquerda – maior – direita
d) a indução eletrostática – direita – maior – esquerda
8. A Costa Rica, em 2015, chegou muito próximo de gerar 100% de sua energia elétrica a
partir de fontes de energias renováveis, como hídrica, eólica e geotérmica. A lei da Física que
permite a construção de geradores que transformam outras formas de energia em energia
elétrica é a lei de Faraday, que pode ser melhor definida pela seguinte declaração:
a) toda carga elétrica produz um campo elétrico com direção radial, cujo sentido independe do
sinal dessa carga.
b) toda corrente elétrica, em um fio condutor, produz um campo magnético com direção radial
ao fio.
c) uma carga elétrica, em repouso, imersa em um campo magnético sofre uma força centrípeta.
d) a força eletromotriz induzida em uma espira é proporcional à taxa de variação do fluxo
magnético em relação ao tempo gasto para realizar essa variação.
e) toda onda eletromagnética se torna onda mecânica quando passa de um meio mais denso
para um menos denso.
9. A eletricidade facilita a vida de muitas pessoas. A única desvantagem é a quantidade de
fios com que se tem de lidar, se houver problemas: se você precisa desligar determinada
tomada, pode ter que percorrer uma grande quantidade de fios até encontrar o fio certo.
Por isso, os cientistas tentaram desenvolver métodos de transmissão de energia sem fio, o que
facilitaria o processo e lidaria com fontes limpas de energia. A ideia pode soar futurista, mas
não é nova. Nicola Tesla propôs teorias de transmissão sem fio de energia, no fim dos anos
1800 e começo de 1900. Uma de suas demonstrações energizava remotamente lâmpadas no
chão de sua estação de experimentos em Colorado Springs.
O trabalho de Tesla era impressionante, mas não gerou imediatamente métodos práticos de
transmissão de energia sem fio. Desde então, os pesquisadores desenvolveram diversas
técnicas para transferir eletricidade através de longas distâncias, sem utilizar fios. Algumas
técnicas só existem em teoria ou protótipos, mas outras já estão em uso.
Atualmente, muitos dispositivos eletrônicos têm suas baterias carregadas pelo processo de
indução eletromagnética, baseado nos estudos realizados por Tesla há vários anos. Diversos
celulares utilizam uma base que produz um campo magnético, capaz de atravessar uma espira
resistiva instalada no celular. Um modelo simples é mostrado na figura a seguir. Sabendo que
o campo da figura aponta para dentro do plano da página, que a área da espira é igual a
4,0 cm2 e que sua resistência é igual a 0,5 m, determine a variação de campo magnético
produzida pela base, para que uma corrente induzida de 140 mA atravesse a espira.
a) 175 mT s
b) 350 mT s
c) 450 mT s
d) 525 mT s
e) 700 mT s
10. Uma espira condutora retangular rígida move-se, com velocidade vetorial v constante,
totalmente imersa numa região na qual existe um campo de indução magnética B, uniforme,
constante no tempo, e perpendicular ao plano que contém tanto a espira como seu vetor
velocidade. Observa-se que a corrente induzida na espira é nula. Podemos afirmar que tal
fenômeno ocorre em razão de o:
a) fluxo de B ser nulo através da espira.
b) vetor B ser uniforme e constante no tempo
c) vetor B ser perpendicular ao plano da espira.
d) vetor B ser perpendicular a v.
e) vetor v ser constante.
11. Para a indução de corrente elétrica em um solenoide, é utilizado um ímã em barra. Para
tanto, são testadas as seguintes possibilidades:
I. Movimenta-se o ímã com velocidade constante, mantendo o solenoide próximo e parado.
II. Gira-se o ímã com velocidade angular constante, mantendo o solenoide próximo e parado.
III. Movimenta-se o solenoide com velocidade constante, mantendo o ímã próximo e parado.
IV. Movimenta-se ambos com velocidades iguais em módulo, direção e sentido.
Dessas possibilidades, quais podem gerar corrente elétrica no solenoide?
a) Apenas I e II.
b) Apenas II e IV.
c) Apenas III e IV.
d) Apenas I, II e III.
e) Apenas I, III e IV.
Uma barra metálica de massa m  250 g desliza ao longo de dois trilhos condutores,
paralelos e horizontais, com uma velocidade de módulo v  2,0m / s. A distância entre os
12.
trilhos é igual a L  50cm, estando eles interligados por um sistema com dois capacitores
ligados em série, de capacitância C1  C2  6,0 μF, conforme ilustra a figura a seguir:
O conjunto está no vácuo, imerso em um campo de indução magnética uniforme, de módulo
B  8,0 T, perpendicular ao plano dos trilhos. Desprezando os efeitos do atrito, calcule a
energia elétrica armazenada no capacitor C1 em micro joules.
a) 384
b) 192
c) 96
d) 48
e) 24
13. A principal aplicação da Indução Magnética, ou Eletromagnética, e a sua utilização na
obtenção de energia. Podem-se produzir pequenas f.e.m. com um experimento bem simples.
Considere uma espira quadrada com 0,4 m de lado que está totalmente imersa num campo
magnético uniforme (intensidade B  5,0 wb / m2 ) e perpendicular as linhas de indução.
Girando a espira até que ela fique paralela as linhas de campo.
Sabendo-se que a espira acima levou 0,2 segundos para ir da posição inicial para a final, a
alternativa correta que apresenta o valor em módulo da f.e.m. induzida na espira, em volts, é:
a) 1,6
b) 8
c) 4
d) 0,16
14.
O crescimento populacional e as inovações tecnológicas do século XX criaram uma
grande demanda de energia elétrica. Para produzi-la, escavamos o chão em busca de carvão
ou óleo para alimentar as usinas termelétricas, extraímos, enriquecemos e fissionamos urânio
para aquecer a água nas usinas nucleares, inundamos grandes extensões de terra para
armazenar a água que move as turbinas das hidrelétricas, ou erguemos torres com imensos
cata-ventos para utilizarmos a energia eólica. Em comum, todas essas formas de produção de
energia elétrica baseiam-se na lei da indução de Faraday, descoberta ainda no século XIX, a
qual expressa o fato de que:
a) o aquecimento de uma bobina condutora induz o movimento de agitação térmica dos
elétrons do condutor.
b) o movimento de rotação de uma bobina condutora induz uma força mecânica que
movimenta os elétrons do condutor.
c) o movimento de rotação de uma bobina condutora induz uma força eletromotriz que
movimenta os elétrons do condutor.
d) a variação do fluxo elétrico através de uma bobina condutora induz uma força eletromotriz
que movimenta os elétrons do condutor.
e) a variação do fluxo magnético através de uma bobina condutora induz uma força
eletromotriz que movimenta os elétrons do condutor.
15.
Michael Faraday foi um cientista inglês que viveu no século XIX. Através de suas
descobertas foram estabelecidas as bases do eletromagnetismo, relacionando fenômenos da
eletricidade, eletroquímica e magnetismo. Suas invenções permitiram o desenvolvimento do
gerador elétrico, e foi graças a seus esforços que a eletricidade tornou-se uma tecnologia de
uso prático. Em sua homenagem uma das quatro leis do eletromagnetismo leva seu nome e
Δ
onde ε é a força eletromotriz induzida em um circuito,  é o
Δt
fluxo magnético através desse circuito e t é o tempo.
Considere a figura abaixo, que representa um ímã próximo a um anel condutor e um
observador na posição O. O ímã pode se deslocar ao longo do eixo do anel e a distância entre
o polo norte e o centro do anel é d. Tendo em vista essas informações, identifique as seguintes
afirmativas como verdadeiras (V) ou falsas (F):
pode ser expressa como: ε 
( ) Mantendo-se a distância d constante se observará o surgimento de uma corrente induzida
no anel no sentido horário.
(
) Durante a aproximação do ímã à espira, observa-se o surgimento de uma corrente
induzida no anel no sentido horário.
(
) Durante o afastamento do ímã em relação à espira, observa-se o surgimento de uma
corrente induzida no anel no sentido horário.
( ) Girando-se o anel em torno do eixo z, observa-se o surgimento de uma corrente induzida.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.
a) F – F – V – V.
b) F – V – F – V.
c) V – V – F – F.
d) V – F – V – V.
e) F – F – V – F.
16. Referindo-se à interação de correntes elétricas com campos magnéticos, assinale (V) para
as afirmativas verdadeiras ou (F), para as falsas.
I. O funcionamento de um gerador de corrente elétrica pode ser explicado pela lei de Faraday.
II. Ao girar o eixo de um motor de corrente contínua, com as mãos, ele funcionará como um
gerador de corrente elétrica.
III. Um fio percorrido por uma corrente elétrica e colocado em um campo magnético uniforme
sofrerá a ação de uma força magnética, independente da sua orientação no campo.
A afirmativa correta encontrada é:
a) V, V, F.
b) V, F, V.
c) F, V, V.
d) F, F, V.
e) F, V, F.
17. O funcionamento dos geradores de usinas elétricas baseia-se no fenômeno da indução
eletromagnética, descoberto por Michael Faraday no século XIX. Pode-se observar esse
fenômeno ao se movimentar um imã e uma espira em sentidos opostos com módulo da
velocidade igual a v, induzindo uma corrente elétrica de intensidade i, como ilustrado na
figura.
A fim de se obter uma corrente com o mesmo sentido da apresentada na figura, utilizando os
mesmos materiais, outra possibilidade é mover a espira para a:
a) esquerda e o imã para a direita com polaridade invertida.
b) direita e o imã para a esquerda com polaridade invertida.
c) esquerda e o imã para a esquerda com mesma polaridade.
d) direita e manter o imã em repouso com polaridade invertida.
e) esquerda e manter o imã em repouso com mesma polaridade.
18. Uma bobina, formada por 5 espiras que possui um raio igual a 3,0 cm é atravessada por
um campo magnético perpendicular ao plano da bobina.
Se o campo magnético tem seu módulo variado de 1,0 T até 3,5 T em 9,0 ms, é CORRETO
afirmar que a força eletromotriz induzida foi, em média, igual a:
a) 25 mV
b) 75 mV
c) 0,25 V
d) 1,25 V
e) 3,75 V
19.
A tecnologia das grandes usinas hidroelétricas depende de extensas linhas de
transmissão. As linhas de transmissão usualmente transportam energia elétrica em
__________ tensão. O transformador é um dispositivo que permite transformar baixa tensão e
__________ corrente em alta tensão e __________ corrente e vice-versa. No transformador, o
fluxo magnético associado ao campo criado pela corrente __________ no primário gera uma
corrente no secundário, conforme a lei de Faraday.
A alternativa que completa, corretamente, as lacunas é:
a) alta – alta – baixa – contínua.
b) alta – baixa – alta – alternada.
c) baixa – baixa – baixa – contínua.
d) alta – alta – baixa – alternada.
e) baixa – baixa – alta – contínua.
20. O circuito mostrado na figura é constituído por um gerador com f.e.m. ε e um resistor de
resistência R. Considere as seguintes afirmações, sendo a chave S fechada:
I. Logo após a chave S ser fechada haverá uma f.e.m. autoinduzida no circuito.
II. Após um tempo suficientemente grande cessará o fenômeno de autoindução no circuito.
III. A autoindução no circuito ocorrerá sempre que houver variação da corrente elétrica no
tempo.
Assinale a alternativa verdadeira.
a) Apenas a I é correta.
b) Apenas a II é correta.
c) Apenas a III é correta.
d) Apenas a II e a III são corretas.
e) Todas são corretas.
21. A corrente elétrica induzida em uma espira, ao se aproximar e afastar com velocidade
constante um imã na direção do seu eixo, conforme indicado na figura a seguir, é:
a) contínua e se opõe à variação do fluxo magnético que a originou.
b) alternada e se opõe à variação do fluxo magnético que a originou.
c) contínua e ocorre a favor da variação do fluxo magnético que a originou.
d) alternada e ocorre a favor da variação do fluxo magnético que a originou.
22. Analise a figura a seguir.
O gráfico da figura acima registra a variação do fluxo magnético, Φ, através de uma bobina ao
longo de 5 segundos. Das opções a seguir, qual oferece o gráfico da f.e.m induzida, ε , em
função do tempo?
a)
b)
c)
d)
e)
23. Um gerador homopolar consiste de um disco metálico que é posto a girar com velocidade
angular constante em um campo magnético uniforme, cuja ação é extensiva a toda a área do
disco, conforme ilustrado na figura abaixo.
Ao conectar, entre a borda do disco e o eixo metálico de rotação, uma lâmpada L cuja
resistência elétrica tem comportamento ôhmico, a potência dissipada no seu filamento, em
função do tempo, é melhor representada pelo gráfico:
a)
b)
c)
d)
24. A figura abaixo representa três posições, P1, P2 e P3, de um anel condutor que se desloca
com velocidade v constante numa região em que há um campo magnético B, perpendicular ao
plano da página.
Com base nestes dados, é correto afirmar que uma corrente elétrica induzida no anel surge:
a) apenas em P1.
b) apenas em P3.
c) apenas em P1 e P3.
d) apenas em P2 e P3.
e) em P1, P2 e P3.
25. O desenvolvimento do eletromagnetismo contou com a colaboração de vários cientistas,
como Faraday, por exemplo, que verificou a existência da indução eletromagnética. Para
demonstrar a lei de indução de Faraday, um professor idealizou uma experiência simples.
Construiu um circuito condutor retangular, formado por um fio com resistência total
R = 5 Ù, e aplicou através dele um fluxo magnético Ö cujo comportamento em função do tempo
t é descrito pelo gráfico.
O fluxo magnético cruza perpendicularmente o plano do circuito. Em relação a esse
experimento, considere as seguintes afirmativas:
1. A força eletromotriz induzida entre t = 2 s e t = 4 s vale 50 V.
2. A corrente que circula no circuito entre t = 2 s e t = 4 s tem o mesmo sentido que a corrente
que passa por ele entre t = 8 s e t = 12 s.
3. A corrente que circula pelo circuito entre t = 4 s e t = 8 s vale 25 A.
4. A potência elétrica dissipada no circuito entre t = 8 s e t = 12 s vale 125 W.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras.
b) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.
c) Somente as afirmativas 1, 3 e 4 são verdadeiras.
d) Somente as afirmativas 1 e 4 são verdadeiras.
e) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.
26. Um campo magnético cuja intensidade varia no tempo atravessa uma bobina de 100
espiras e de resistência elétrica desprezível. A esta bobina está conectada em série uma
lâmpada cuja resistência elétrica é de 10,0 Ω e que está dissipando 10,0 W. A variação
temporal do fluxo magnético através de cada espira é, em módulo, de:
a) 0,01 Wb/s.
b) 0,10 Wb/s.
c) 1,0 Wb/s.
d) 10,0 Wb/s.
e) 100,0 Wb/s.
27. Há vários tipos de tratamentos de doenças cerebrais que requerem a estimulação de
partes do cérebro por correntes elétricas. Os eletrodos são introduzidos no cérebro para gerar
pequenas correntes em áreas específicas. Para se eliminar a necessidade de introduzir
eletrodos no cérebro, uma alternativa é usar bobinas que, colocadas fora da cabeça, sejam
capazes de induzir correntes elétricas no tecido cerebral.
Para que o tratamento de patologias cerebrais com bobinas seja realizado satisfatoriamente, é
necessário que:
a) haja um grande número de espiras nas bobinas, o que diminui a voltagem induzida.
b) o campo magnético criado pelas bobinas seja constante, de forma a haver indução
eletromagnética.
c) se observe que a intensidade das correntes induzidas depende da intensidade da corrente
nas bobinas.
d) a corrente nas bobinas seja contínua, para que o campo magnético possa ser de grande
intensidade.
e) o campo magnético dirija a corrente elétrica das bobinas para dentro do cérebro do paciente.
28. Para escoar a energia elétrica produzida em suas turbinas, a hidrelétrica de Itaipu eleva a
tensão de saída para aproximadamente 700.000 V. Em sua residência, as tomadas
apresentam uma tensão de 127 V e/ou 220 V. O equipamento que realiza essa tarefa de elevar
e abaixar a tensão é o transformador. É correto afirmar que:
a) o princípio de funcionamento de um transformador exige que a tensão/corrente seja
contínua.
b) o princípio de funcionamento de um transformador exige que a tensão/corrente seja
alternada.
c) o transformador irá funcionar tanto em uma rede com tensão/corrente alternada quanto em
uma com tensão/corrente contínua.
d) o transformador irá funcionar quando, no enrolamento primário, houver uma tensão/corrente
contínua e, no secundário, uma alternada.
29. Os dínamos são geradores de energia elétrica utilizados em bicicletas para acender uma
pequena lâmpada. Para isso, é necessário que a parte móvel esteja em contato com o pneu da
bicicleta e, quando ela entra em movimento, é gerada energia elétrica para acender a lâmpada.
Dentro desse gerador, encontram-se um imã e uma bobina.
O princípio de funcionamento desse equipamento é explicado pelo fato de que a:
a) corrente elétrica no circuito fechado gera um campo magnético nessa região.
b) bobina imersa no campo magnético em circuito fechado gera uma corrente elétrica.
c) bobina em atrito com o campo magnético no circuito fechado gera uma corrente elétrica.
d) corrente elétrica é gerada em circuito fechado por causa da presença do campo magnético.
e) corrente elétrica é gerada em circuito fechado quando há variação do campo magnético.
30. O circuito da figura a seguir é composto de uma bateria å , um resistor R e uma chave S.
Ao fechar a chave, instantaneamente, aparecerá uma corrente induzida nas espiras
retangulares A e B.
Os sentidos dessa corrente em A e B, respectivamente, são:
a) horário e horário.
b) horário e anti-horário.
c) anti-horário e horário.
d) anti-horário e anti-horário.
Gabarito:
Resposta
[B]
da
questão
1:
A figura mostra uma vista de cima da situação proposta.
Quando a intensidade da corrente aumenta ou diminui, as linhas de indução serão mais
próximas ou mais distantes, respectivamente. Mas, conforme mostra a figura, pela simetria o
fluxo de linhas entrando é igual ao fluxo de linhas saindo, não havendo, portanto, variação do
fluxo magnético, ou seja, ΔΦ  0.
De acordo com a lei de Faraday, a força eletromotriz induzida é dada pela expressão:
 ΔΦ
ε
 ε  0.
Δt
Resposta
[A]
da
questão
2:
Para definir a resposta devemos ter presente todas as formas de energia geradas a partir de
indução eletromagnética, ou seja, que a partir do giro de um rotor em um campo magnético,
consegue-se induzir a corrente elétrica. Abaixo relacionamos os tipos de geradores:
Pilha – “gera” energia elétrica através de reações químicas, portanto não usa a indução.
Painéis fotovoltaicos – transformam a luz solar em eletricidade sem a indução.
Usinas termoelétricas, nucleares, eólicas e hidrelétricas - utilizam a indução eletromagnética
para transformar as energias térmica, nuclear, dos ventos e das quedas de água em energia
elétrica.
Resposta
[C]
da
questão
3:
Em um transformador, a potência no primário é igual a potência no secundário. Logo,
P1  P2
100  V2  i2
100
5
i2  20 A
i2 
Como os aparelhos estão ligados em paralelo e todos requerem uma corrente de iap  0,1 A,
pela Lei de Kirchhoff, sabemos que a corrente irá se dividir igualmente para cada um dos
aparelhos. Desta forma, podemos calcular o número de aparelhos (n) que podem ser
alimentados conforme cálculo a seguir:
i
20
n 2 
iap 0,1
n  200 aparelhos
Resposta
[A]
da
questão
4:
[F] Com o imã oscilando próximo a uma bobina, temos variação do campo magnético e
geração de corrente alternada induzida.
[V] Haverá indução da corrente elétrica no circuito devido ao movimento oscilatório dos imãs.
[V] Este fenômeno é conhecido pela Lei de Lenz: a corrente induzida gerada pelo movimento
do imã gera um campo magnético que se opõe ao do imã, tentando anular a ação deste.
[F] Quando o fluxo magnético é constante, não temos geração de corrente induzida.
[F] Somente parte da energia mecânica do movimento dos braços é convertida em energia
térmica, há perdas de energia, pois se sabe da Termodinâmica que não existe máquina térmica
com eficiência de 100%.
Resposta
[C]
da
questão
5:
[A] Incorreta. Porque o fluxo do campo magnético varia conforme a direção do vetor normal à
superfície da espira, ou seja, ΦB  ABcos θ.
[B] Incorreta. Pois, a frequência da corrente induzida será alternada devido à variação do fluxo
do campo magnético que ora aumenta, ora diminui.
[C] Correta. Durante um ciclo, a força eletromotriz é inicialmente nula para a posição em que se
encontra; depois de 1 de volta atinge um valor máximo εmax e depois de 1 volta é zero
4
2
3
novamente.
de volta depois, atinge o valor εmax e ao completar a volta atinge o valor
4
zero mais uma vez. Assim, a força eletromotriz induzida oscila conforme a função senoide entre
os valores εmax , portanto, de forma alternada.
[D] Incorreta. Porque a frequência de oscilação da rede (f) é dada em ciclo por segundo ou
ω
.
2π
[E] Incorreta. O valor da força eletromotriz varia de εmax a εmax e, portanto, não é
constante e nem varia Bω.
Hz e vale f 
Resposta
[C]
da
questão
6:
Segundo a Lei de Lenz, a variação do fluxo magnético irá gerar uma corrente induzida que irá
se opor a variação desse fluxo magnético. Gerando uma repulsão eletromagnética.
Resposta
[C]
da
questão
7:
O funcionamento dos transformadores é baseado no princípio da indução eletromagnética,
descoberta pelo físico inglês Michael Faraday, em 1831. Quando a corrente de uma bobina
varia, seu campo magnético induz uma força eletromotriz (f.e.m.) numa bobina vizinha.
Para um transformador ideal, temos:
V1 N1 I2


V2 N2 I1
Em que:
V1 é a tensão no primário
V2 é a tensão no secundário
N1 é o número de espiras do primário
N2 é o número de espiras do secundário
I1 é a corrente no primário
I2 é a corrente no secundário
Nota-se pela expressão que o número de espiras é diretamente proporcional à tensão e
inversamente proporcional à corrente. Portanto, para o enrolamento da esquerda temos maior
número de espiras e maior tensão.
Resposta
[D]
da
questão
8:
Uma f.e.m. será induzida ao longo de uma espira fechada se o fluxo magnético através da
Δφ
mesma sofrer variação. O módulo da f.e.m. é dado por: ε  
e seu sentido é tal que
Δt
produza uma corrente induzida no sentido dado pela lei de Lenz.
Resposta
[A]
da
questão
9:
ε  Δt
A  (Bf  Bi )
ΔΦ
 ε 
 (Bf  Bi ) 
Δt
Δt
A
ε  r i
ε 
r  i  Δt
0,5  10 3  140  10 3  Δt
 (Bf  Bi ) 
A
4.104
Considerando Δt  1
(Bf  Bi ) 
(Bf  Bi )  17,5  10 2  (B f  Bi )  175  10 3  (B f  Bi )  175  mT / s
Resposta
[B]
da
questão
10:
O fato de não haver corrente induzida na espira, indica que não existe variação do fluxo
magnético sobre a espira e, portanto, não aparecem correntes induzidas na mesma. Sendo
constantes a posição da espira e o ângulo entre os vetores indução magnética e a normal à
superfície, não havendo corrente induzida, então o vetor indução magnética B deve ser
constante e uniforme em todo o deslocamento da espira. Está correta a alternativa [B].
Resposta
[D]
da
questão
11:
Haverá corrente induzida no solenoide se houver movimento relativo entre o imã e o solenoide,
provocando variação no campo magnético interno ao solenoide, produzindo-se assim, a
corrente induzida no mesmo. O único item em que não há movimento relativo entre os dois é o
da afirmativa [IV], sendo falsa. As restantes afirmativas são verdadeiras e, portanto a
alternativa [D] é correta.
Resposta
[D]
da
questão
12:
A tensão total (UT ) induzida na associação de capacitores é:
UT  B L v  8  0,5  2  8 V.
Como os dois capacitores são iguais e estão ligados em série, cada um fica submetido à
tensão igual à metade da tensão total: U  4 V.
Aplicando a expressão da energia armazenada no capacitor:
E
C U2 6  106  42

 48  10 6 J 
2
2
Resposta
[C]
da
E  48 μJ.
questão
13:
Sabendo que:
Δθ θ  θo
ε

Δt
Δt
Então, calculando os valores dos fluxos em ambas as situações, é possível calcular a f.e.m.
induzida na espira.
θo  B  A  cos  0   5   0,4  0,4   1
θo  0,8 Wb
θ  B  A  cos  90   5   0,4  0,4   0
θ  0 Wb
Assim,
0  0,8
ε
0,2
ε4V
Resposta
[E]
da
questão
14:
A lei de Faraday-Neümann nos dá que a força eletromotriz induzida é a variação do fluxo
magnético através da espira, em relação ao tempo.
Resposta
[A]
da
questão
15:
Falsa. Para que surja uma corrente induzida no anel, é necessário que haja um movimento
relativo entre imã e espira e consequentemente uma variação de fluxo magnético.
Falsa. De acordo com a Lei de Lenz, quando se aproxima um imã de uma espira, surgirá uma
corrente elétrica circulando nesta espira que por sua vez criará um campo magnético no
entorno da espira de forma que este irá se opor ao campo magnético que originou a corrente
elétrica. Assim, podemos dizer que no centro da espira surgirá um “polo magnético” Norte para
se opor ao movimento de aproximação do imã. Pela Regra da mão direita, podemos chegar
que a corrente induzida no anel será no sentido anti-horário.
Verdadeira. Pela mesma explicação do item acima.
Verdadeira. Pois com o este movimento haverá uma variação do fluxo magnético.
Resposta
[A]
da
questão
16:
[I] VERDADEIRA. A lei de Faraday (relativa a indução magnética) diz que se existe um
movimento relativo entre um condutor elétrico e um campo magnético, será induzida neste
condutor uma corrente elétrica e, por consequência, uma força eletromotriz induzida. Este é o
princípio de funcionamento de um gerador de energia elétrica.
[II] VERDADEIRA. Ao girar um motor de corrente contínua, a força aplicada ao eixo do motor
faz com que sejam cortadas linhas de campo magnético e por consequência aparecerá uma
tensão gerada nos terminais deste motor.
[III] FALSA. O problema nesta afirmativa é sua última parte: “independente da sua orientação
no campo”. Dependendo da direção e sentido do campo magnético, bem como da orientação
do fio em relação as linhas de campo, a direção e sentido da Força magnética irá se alterar.
Resposta
[A]
da
questão
17:
Na figura mostrada, está havendo afastamento relativo entre o ímã e a espira. Nessa situação,
de acordo com a lei de Lenz, ocorre força de atração entre ambos, formando um polo sul na
extremidade esquerda da espira. Para que uma outra situação apresente corrente no mesmo
sentido, a extremidade esquerda da espira deve continuar formando um polo sul. Isso pode ser
conseguido invertendo o ímã e provocando um movimento de aproximação relativa entre eles,
deslocando o ímã para a direita e a espira para a esquerda.
Resposta
[E]
da
questão
18:
Dados: n  5; r  3cm  3  102 m; ΔB  (3,5  1)  2,5 T; Δt  9ms  9  10 3 s; π  3.
A força eletromotriz média (Em) é dada pela variação do fluxo magnético (ΔΦ) em relação ao
tempo (Δt).

2,5  3  3  102
ΔB A
ΔB π r 2
ΔΦ
Em 
n
n
 5
Δt
Δt
Δt
9  103

2

5  2,5  3  9  10 4
9  10 3

Em  3,75 V.
Resposta
[D]
da
questão
19:
As linhas de transmissão usualmente transportam energia elétrica em alta tensão e baixa
corrente para evitar perdas excessivas por efeito Joule ao longo da transmissão. Antes da
distribuição, é necessário, então, o emprego de transformadores, equipamentos que permitem
transformar baixa tensão e alta corrente em alta tensão e baixa corrente e vice-versa. Essa
transformação somente pode ocorrer com corrente alternada, de acordo com o processo da
indução eletromagnética.
Resposta
[E]
da
questão
20:
A autoindução ocorre sempre que a corrente no circuito sofrer variação, acarretando variação
do fluxo magnético no próprio circuito. Assim:
I. Correta. Logo após o fechamento da chave a corrente elétrica aumenta.
II. Correta. Quando a corrente estabiliza, cessa a variação do fluxo magnético.
III. Correta, conforme já comentado.
Resposta
[B]
da
questão
21:
De acordo com a Lei de Lenz, a corrente induzida é num sentido tal, que gere um fluxo
induzido na tendência de anular o fluxo indutor. Assim:
- quando o ímã se aproxima, aumenta o fluxo magnético está entrando na espira. Pela regra da
mão direita nº 1 (regra do saca-rolha) surge na espira corrente (i) no sentido anti-horário para o
observador O.
- quando o ímã se afasta, diminui o fluxo magnético entrando na espira. Aplicando a mesma
regra, conclui-se que a corrente inverte o sentido, sendo, portanto, corrente alternada.
Resposta
[B]
da
questão
22:
Comparando o gráfico dado com a variação do fluxo magnético Φ com o tempo e a expressão
para variação linear do fluxo com a força eletromotriz ε, temos:
ΔΦ
ε
Δt
Comparando os possíveis sinais de ε nos intervalos de tempo em que temos retas, podemos
avaliar:
- Quando ΔΦ  0, obrigatoriamente ε  0 (isto ocorre entre 0 e 1 s e entre 4 e 5 s);
- Quando ΔΦ  0, obrigatoriamente ε  0 (isto ocorre entre 1 e 2 s);
- Quando ΔΦ  0, obrigatoriamente ε  0 (isto ocorre entre 2 e 4 s);
Portanto, o gráfico que representa corretamente a força eletromotriz é o da alternativa [B].
Resposta
[C]
da
questão
23:
Ao rotacionar o disco metálico imerso no campo magnético perpendicular ao disco, é gerado
entre a extremidade do disco e o seu centro uma FEM (E) induzida dependente da velocidade
angular do disco. Considerando a velocidade angular do disco, a FEM (E) induzida também
será constante. Assim, a potência dissipada no resistor é dada por:
P
E2
R
Sendo a resistência (R) da lâmpada constante (resistor ôhmico), podemos concluir que a
potência dissipada na lâmpada será constante.
Resposta
[C]
da
questão
24:
Para haver corrente elétrica induzida, deve haver variação do fluxo magnético através do anel.
Isso só ocorre enquanto ele está entrando ou saindo da região em que há campo magnético,
ou seja, apenas em P1 e P3.
Resposta
[D]
da
questão
25:
Analisando cada uma das proposições.
1. Verdadeira. De acordo com a lei de Faraday-Neumann, a força eletromotriz induzida () (em
módulo), é dada pelo módulo da taxa de variação do fluxo magnético (|  |), relativamente ao
tempo (t).
De 2 s a 4 s, temos:
|  | 100  0
|| =
=
 50 V.
t
42
2. Falsa. O sentido da corrente induzida depende do sinal da variação do fluxo magnético. De 2
s a 4 s a variação é positiva, enquanto que, de 8 s a 12 s a variação é negativa, acarretando
correntes de sentidos opostos.
3. Falsa. Entre 4 s e 8 s, a corrente induzida é nula, pois o fluxo magnético é constante, ou
seja, a variação do fluxo é nula (  = 0).
4. Verdadeira. De 8 s a 12 s a força eletromotriz induzida é:
|  |
| 0  100 |
|| =
 || =
 25 V.
t
12  8
A potência dissipada no circuito é:
2 252

P=
 P = 125 W.
R
5
Resposta
[B]
da
questão
26:
Dados: P = 10 W; R = 10 ; n = 100.
A força eletromotriz () induzida na bobina alimenta a lâmpada. Da expressão da potência
elétrica, vem:
2
  = P R = 100   = 10 V.
R
Da lei de Lenz, a força eletromotriz induzida numa bobina com n espiras é dada por:


=n
, na qual
representa a variação temporal do fluxo magnético através de cada
t
t
espira. Então, substituindo:

10 = 100

t

= 0,10 Wb/s.
t
P=
Resposta
[C]
da
questão
27:
A intensidade da corrente induzida depende da variação do fluxo magnético gerado pela
corrente na bobina: quanto mais intensa for a corrente na bobina, maior será a intensidade da
corrente induzida no cérebro.
Resposta
[B]
da
questão
28:
Para haver corrente elétrica induzida, é necessário que haja variação do fluxo magnético. Isso
só é possível com corrente alternada.
Resposta
[E]
da
questão
29:
De acordo com a lei de Faraday-Neumann, a corrente elétrica induzida num circuito fechado
ocorre quando há variação do fluxo magnético através do circuito.
Resposta
[A]
da
questão
30:
Quando a chave é fechada, criam-se fluxos magnéticos () crescentes nas espiras A e B, que
pela regra da mão direita nº1 (ou regra do sacarrolhas), estão saindo do plano que as contém.
Pela lei de Lenz, essa variação de fluxo crescente gera um fluxo induzido (ind) em sentido
oposto, que novamente, pela regra da mão direita nº 1, gera nas espiras correntes induzidas (i’
e i’’), ambas no sentido horário como se indica na figura a seguir.