eletromagnetismo – fontes de campo magnético

ELETROMAGNETISMO – FONTES DE CAMPO MAGNÉTICO
1. (Ufpe) Constantes físicas necessárias para a solução dos problemas:
Dois fios longos, iguais e paralelos, separados por 12 mm e
transportando correntes iguais a 80 mA, se atraem com uma força F%. Se
a distância entre os fios for reduzida para 6,0 mm e as correntes forem
reduzidas para 20 mA, a força de atração muda para F‚. Determine a
razão F%/F‚.
4. (Unesp) Uma corrente elétrica i constante atravessa um fio comprido e
retilíneo, no sentido indicado na figura I, criando, ao seu redor, um
campo magnético. O módulo do vetor indução magnética, em cada um
dos pontos A e B de uma reta perpendicular ao fio e distantes 2,0 cm do
mesmo, é igual a 4,0 × 10−¥ T.
Considere, agora, outro fio, também comprido e retilíneo, distante 2,0
cm tanto de A como de B, cruzando com o primeiro, mas sem tocá-lo. Os
dois fios e os pontos A e B estão, praticamente, no mesmo plano, como
mostra a figura II.
2. (Ueg) A figura a seguir descreve uma regra, conhecida como "regra da
mão direita", para análise da direção e do sentido do vetor campo
magnético em torno de um fio percorrido por uma corrente elétrica.
Se a corrente que atravessa o segundo fio, no sentido indicado na figura,
também é i, qual será o módulo do vetor indução magnética resultante.
a) no ponto A?
b) no ponto B?
5. (Unicamp) Uma espira quadrada de lado a atravessa com velocidade
constante uma região quadrada de lado b, b > a, onde existe um campo
magnético no tempo e no espaço. A espira se move da esquerda a direita
e o campo magnético aponta para cima, conforme a figura adiante.
Segundo um observador que olha de cima para baixo, qual será o sentido
da corrente na espira (horário ou anti-horário), quando:
a) ela esta entrando na região do campo magnético.
b) ela esta no meio da região.
c) ela está saindo da região.
Analisando a figura, responda aos itens a seguir.
a) O que representam, na figura, as setas que estão ao lado dos dedos
polegar e indicador?
b) Faça um esboço (desenho) das linhas de campo magnético em torno
desse fio.
c) Faça uma análise qualitativa relacionando a dependência do módulo
do vetor campo magnético nas proximidades do fio com a intensidade de
corrente elétrica e com a distância em que se encontra do fio.
3. (Ufpe) Um fio de comprimento L = 40 cm, colocado ao longo do
eixo-x, é percorrido pela corrente I = 1,0 A, no sentido positivo, na
presença de um campo magnético B = 1,0 × 10−¤ i + 2,0 × 10−¤ j, em
tesla. Calcule o módulo da força magnética sobre o fio, em unidades de
10−¦ N.
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ELETROMAGNETISMO – FONTES DE CAMPO MAGNÉTICO
6. (Unifesp) A figura representa uma bateria, de força eletromotriz E e
resistência interna r = 5,0², ligada a um solenóide de 200 espiras.
Sabe-se que o amperímetro marca 200 mA e o voltímetro marca 8,0 V,
ambos supostos ideais.
9. (Fei) Um fio de cobre, reto e extenso é percorrido por uma corrente i
=1,5 A. Qual é a intensidade do vetor campo magnético originado em
um ponto à distanciar r = 0,25 m do fio.
Dados:˜³ = 4™ . 10−¨ T.m . A−¢
a) B = 10−§ T
b) B = 0,6 . 10−§ T
c) B = 1,2 . 10−§ T
d) B = 2,4 . 10−§ T
e) B = 2,4 . 10−§ T
10. (Fuvest) A figura representa 4 bússolas apontando, inicialmente,
para o polo norte terrestre. Pelo ponto O, perpendicularmente ao plano
do papel, coloca-se um fio condutor retilíneo e longo. Ao se fazer passar
pelo condutor uma corrente elétrica contínua e intensa no sentido do
plano do papel para a vista do leitor, permanece praticamente inalterada
somente a posição
a) Qual o valor da força eletromotriz da bateria?
b) Qual a intensidade do campo magnético gerado no ponto P, localizado
no meio do interior vazio do solenóide?
Dados: ˜³ = 4™ . 10−¨ T . m/A;
B = ˜³ (N/L) i (módulo do campo magnético no interior de um
solenóide)
7. (Fei) Um fio condutor retilíneo muito longo, imerso em um meio cuja
permeabilidade magnética é ˜³ = 6™ . 10−¨ Tm/A, é percorrido por uma
corrente I. A uma distância r = 1 m do fio sabe-se que o módulo do
campo magnético é 10−§ T. Qual é a corrente elétrica I que percorre o
fio?
a) 3,333 A b) 6™ A
c) 10 A
d) 1 A
e) 6 A
a) das bússolas A e C.
c) das bússolas A, C e D.
e) da bússola D.
b) das bússolas B e D.
d) da bússola C.
11. (Puccamp) Dois condutores retos, extensos e paralelos, estão
separados por uma distância d=2,0cm e são percorridos por correntes
elétricas de intensidades i%=1,0A e i‚=2,0A, com os sentidos indicados
na figura a seguir.
8. (Fei) A figura representa um condutor reto e infinito percorrido por
uma corrente elétrica constante e igual a I de A para B. O sentido do
campo magnético originado pela corrente no ponto 1 é corretamente
representado por:
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ELETROMAGNETISMO – FONTES DE CAMPO MAGNÉTICO
Dado:
Permeabilidade magnética do vácuo = 4™×10−¨T.m/A
Se os condutores estão situados no vácuo, a força magnética entre eles,
por unidade de comprimento, no Sistema Internacional, tem intensidade
de
a) 2 × 10−¦ , sendo de repulsão.
b) 2 × 10−¦ , sendo de atração.
c) 2™ × 10−¦ , sendo de atração.
d) 2™ × 10−¦ , sendo de repulsão.
e) 4™ × 10−¦ , sendo de atração.
A partir desse experimento, Oersted concluiu que a corrente elétrica
estabelecida no circuito
a) gerou um campo elétrico numa direção perpendicular à da corrente.
b) gerou um campo magnético numa direção perpendicular à da
corrente.
c) gerou um campo elétrico numa direção paralela à da corrente.
d) gerou um campo magnético numa direção paralela à da corrente.
e) não interfere na nova posição assumida pela agulha da bússola que foi
causada pela energia térmica produzida pela lâmpada.
12. (Pucmg) Dois fios condutores retilíneos cruzam-se
perpendicularmente. A corrente no condutor X tem intensidade i e, no
condutor Y, a corrente é 3i. Seja B o módulo do campo magnético criado
pela corrente de X, no ponto P. O módulo do campo resultante em P é:
a) zero
b) B
c) 2B
d) BË2
14. (Uece) Um fio metálico, retilíneo, vertical e muito longo, atravessa a
superfície de uma mesa, sobre a qual há uma bússola, próxima ao fio,
conforme a figura a seguir.
Fazendo passar uma corrente elétrica contínua i no sentido indicado, a
posição de equilíbrio estável da agulha imantada, desprezando o campo
magnético terrestre, é:
e) BË3
13. (Pucsp) Na experiência de Oersted, o fio de um circuito passa sobre a
agulha de uma bússola. Com a chave C aberta, a agulha alinha-se como
mostra a figura 1. Fechando-se a chave C, a agulha da bússola assume
nova posição ( figura 2).
15. (Uece) A figura representa dois fios bastantes longos (1 e 2)
perpendiculares ao plano do papel, percorridos por correntes de sentido
contrário, i% e i‚, respectivamente.
A condição para que o campo magnético resultante, no ponto P, seja zero
é
a) i% = i‚
b) i% = 2i‚
c) i% = 3i‚
d) i% = 4i‚
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ELETROMAGNETISMO – FONTES DE CAMPO MAGNÉTICO
16. (Ueg) A figura a seguir mostra três arranjos de três fios retos longos,
transportando correntes iguais dirigidas para dentro ou para fora da
página, conforme a notação usual.
18. (Ufal) Dois fios retilíneos, longos e paralelos, são percorridos por
correntes elétricas de sentidos opostos e intensidades i% e i‚. Considere
os pontos A, B e C, próximos aos condutores, como representa a figura.
Com base nas informações acima, é CORRETO afirmar:
a) Dentre os esquemas (a) e (b), a intensidade da força resultante sobre o
fio com a corrente dirigida para fora da página em decorrência das
correntes nos outros fios é maior no esquema (b).
b) No esquema (b), a direção e o sentido da força resultante sobre o fio
com a corrente dirigida para fora da página em decorrência das correntes
nos outros fios é horizontal e para a direita.
c) No esquema (c), o ângulo entre a força resultante sobre fio com a
corrente dirigida para fora da página em decorrência das correntes nos
outros fios e a horizontal é menor que 45°.
d) No esquema (c), o ângulo entre a força resultante sobre fio com a
corrente dirigida para fora da página em virtude das correntes nos outros
fios e a horizontal é maior que 45°.
Analise as afirmações que seguem.
( ) A força magnética entre os fios é de atração.
(
) Se as intensidades de corrente i% e i‚ forem iguais, o campo
magnético resultante em B será nulo.
( ) campo magnético resultante no ponto C será nulo se i%= 3 i‚.
( ) Se i% e i‚ forem iguais, o campo magnético resultante em A e em C
será perpendicular ao plano da figura e voltada para o leitor.
( ) Se for invertido o sentido de uma das correntes o campo magnético
resultante em A poderá ser nulo.
19. (Ufes) A figura a seguir representa dois fios muito longos, paralelos
e perpendiculares ao plano da página. Os fios são percorridos por
correntes iguais e no mesmo sentido, saindo do plano da página. O vetor
campo magnético no ponto P, indicado na figura, é representado por:
17. (Uel) Dois fios longos e retilíneos são dispostos perpendicularmente
entre si e percorridos por correntes elétricas de intensidades i% e i‚ como
mostra a figura a seguir.
O módulo do campo magnético resultante, gerado pelas correntes nos
dois fios, pode ser nulo SOMENTE em pontos dos quadrantes
a) I e II
b) I e III
c) I e IV
d) II e III
e) II e IV
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ELETROMAGNETISMO – FONTES DE CAMPO MAGNÉTICO
20. (Ufmg) A figura a seguir mostra uma pequena chapa metálica
imantada que flutua sobre a água de um recipiente. Um fio elétrico está
colocado sobre esse recipiente. O fio passa, então, a conduzir uma
intensa corrente elétrica contínua, no sentido da esquerda para a direita.
A alternativa que melhor representa a posição da chapa metálica
imantada, após um certo tempo, é
De acordo com seus conhecimentos e com as informações dadas, das
regiões I, II, III, IV, aquelas em que podem existir pontos nos quais o
campo magnético resultante criado pelas correntes seja "não nulo", são
a) apenas I e IV.
b) I, II, III e IV.
c) apenas II e III.
d) apenas II, III e IV.
e) apenas I, II e III.
23. (Ufu) A agulha de uma bússola, inicialmente, aponta para a
marcação Norte quando não passa corrente pelo fio condutor, conforme
Figura1.
21. (Ufmg) A figura representa um longo fio conduzindo corrente
elétrica i. Em um dado instante, duas cargas, uma positiva e outra
negativa, estão com velocidade ¬ uma de cada lado do fio.
A configuração que melhor representa as forças do fio sobre cada uma
das cargas é
Ao ligar as extremidades do fio condutor a uma pilha, por onde passa
uma corrente, a agulha muda de direção, conforme Figura 2. Com base
neste experimento, é correto afirmar que
a) magnetismo e eletricidade são fenômenos completamente
independentes no campo da física; o que ocorre é uma interação entre o
fio e a agulha, independente de haver ou não corrente.
b) a corrente elétrica cria um campo magnético de forma que a agulha da
bússola é alinhada na direção do campo magnético resultante. Este é o
campo magnético da Terra somado, vetorialmente, ao campo magnético
criado pela corrente que percorre o fio.
c) a bússola funciona devido aos pólos geográficos, não tendo relação
alguma com o campo magnético da Terra. A mudança de posição da
agulha acontece pelo fato de o fio alterar a posição dos pólos geográficos
da Terra.
d) a agulha muda de direção porque existe uma força coulombiana
repulsiva entre os elétrons do fio e os elétrons da agulha, conhecida
como lei de Coulomb.
22. (Ufpel) A figura a seguir mostra dois fios retos e longos, ortogonais
entre si, cada um percorrido por uma corrente elétrica i, de mesma
intensidade, com os sentidos mostrados.
24. (Unesp) A figura a seguir representa um condutor retilíneo,
percorrido por uma corrente i, conforme a convenção indicada. O
sentido do campo magnético no ponto p, localizado no plano da figura, é
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ELETROMAGNETISMO – FONTES DE CAMPO MAGNÉTICO
a) contrário ao da corrente
b) saindo perpendicularmente da página
c) entrando perpendicularmente na página
d) para sua esquerda, no plano do papel.
e) para sua direita no plano do papel.
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.
25. (Unesp) Considere os três fenômenos seguintes.
27. (Faap) O condutor retilíneo muito longo indicado na figura é
percorrido pela corrente I = 62,8 A. O valor da corrente I na espiral
circular de raio R, a fim de que seja nulo o campo magnético resultante
no centro O da mesma, será igual a:
I) Um raio de luz passou de um meio transparente para outro, mudando
a direção de sua trajetória.
II) Duas cargas elétricas pontuais em repouso interagem com uma força
inversamente proporcional ao quadrado das distâncias entre elas.
III) Um fio, no vácuo, percorrido por uma corrente elétrica constante,
cria um campo magnético cujas as linhas formam círculos que têm fio
como eixo.
Considere agora as quatro leis da física seguintes.
R: Lei de Coulomb.
S: Lei de Lenz.
T: Lei de Snell.
U: Lei de Ampére.
Assinale a alternativa que contém
fenômenos descritos e as leis citadas.
a) I com R,
II com S
b) I com T,
II com R
c) I com T,
II com R
d) I com S,
II com U
e) I com T,
II com U
a associação correta entre os
e
e
e
e
e
a) nulo
III com T.
III com S.
III com U.
III com T.
III com R.
b) 1 A
c) 1000 A
d) 100 A
e) 10 A
28. (Ita) Um espira circular de raio R é percorrida por uma corrente i. A
uma distância 2R de seu centro encontra-se um condutor retilíneo muito
longo que é percorrido por uma corrente i% (conforme a figura). As
condições que permitem que se anule o campo de indução magnética no
centro da espira, são, respectivamente
a) (i%/i) = 2™ e a corrente na espira no sentido horário.
b) (i%/i) = 2™ e a corrente na espira no sentido anti-horário.
c) (i%/i) = ™ e a corrente na espira no sentido horário.
d) (i%/i) = ™ e a corrente na espira no sentido anti-horário.
e) (i%/i) = 2 e a corrente na espira no sentido horário.
26. (Unesp) 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
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ELETROMAGNETISMO – FONTES DE CAMPO MAGNÉTICO
29. (Pucsp) A figura mostra um prego de ferro envolto por um fio fino de
cobre esmaltado, enrolado muitas vezes ao seu redor. O conjunto pode
ser considerado um eletroímã quando as extremidades do fio são
conectadas aos pólos de um gerador, que, no caso, são duas pilhas
idênticas, associadas em série.
GABARITO
1. A razão F%/F‚ será (I%£/d%) + (I‚£/d‚) = (80)£ /12 + (20)£ / 6,0 = 8,0
2. a) Polegar: intensidade de corrente elétrica. Indicador: direção e
sentido do vetor campo magnético.
b) As linhas de indução magnética formadas por um fio infinito,
transportando corrente elétrica, são círculos concêntricos ao fio.
A respeito do descrito, fazem-se as seguintes afirmações:
I - Ao ser percorrido por corrente elétrica, o eletroímã apresenta
polaridade magnética. Na representação da figura, a extremidade A
(cabeça do prego) será um pólo norte e a extremidade B será um pólo
sul.
II - Ao aproximar-se um prego de ferro da extremidade A do eletroímã e
outro da extremidade B, um deles será atraído e o outro será repelido.
III - Ao substituir-se o conjunto de duas pilhas por outro de 6 pilhas
idênticas às primeiras, também associadas em série, a intensidade do
vetor indução magnética no interior e nas extremidades do eletroímã não
sofrerá alteração,
uma vez que esse valor independe da intensidade da corrente elétrica que
circula no fio.
Está correto apenas o que se afirma em
a) I e II.
b) II e III.
c) I e III.
d) I. e) III.
c) O módulo do vetor campo magnético é diretamente proporcional à
intensidade de corrente elétrica e inversamente proporcional à distância
em que se encontra o fio.
30. (Ufscar) Nos ímãs, que são feitos de materiais criadores de campo
magnético, como o ferro, os spins (ímãs elementares) dos elétrons
apontam sempre na mesma direção: para cima ou para baixo. O que
determina esse fator é a influência de outro campo magnético, como o da
Terra.
("Revista Galileu", junho 2005.)
Em relação ao campo magnético, é correto afirmar que:
a) as linhas de indução em um campo magnético coincidem com as
trajetórias descritas por cargas elétricas nele abandonadas.
b) o norte magnético de uma bússola aponta para o norte geográfico da
Terra, próximo à região onde fica o norte magnético do imenso ímã que
é nosso planeta.
c) em torno de uma espira circular em que circule corrente elétrica,
origina-se um campo magnético, análogo ao de um ímã.
d) o campo magnético no interior de um solenóide é praticamente nulo e,
externamente, é quase totalmente uniforme.
e) um ímã imerso em um campo magnético uniforme desloca-se, o que
também ocorre com uma partícula carregada num campo elétrico.
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3. 80 × 10−¦ N.
5. a) horário
c) anti-horário
4. a) zero
b) 8,4 . 10−¥ T
b) não varia o fluxo e a corrente é nula
6 a) E = 9,0V
b) B = 8,0™ . 10−¦ T
7. [A]
8. [E]
9. [C]
10. [D]
11. [A]
12. [C]
13. [B]
14. [B]
15. [B]
16. [D]
17. [B]
18. F F V V F
19. [A]
20. [C]
21. [B]
22. [B]
23. [B]
24. [C]
25. [C]
26. [E]
27. [E]
28. [B]
29. [D]
30. [C]