14a. Lista

COLÉGIO TÉCNICO INDUSTRIAL - Prof. Mário Alquati
14a Lista de Exercícios de FÍSICA III
Nome : ______________________________________________ No __________ Data : ____/____/____
1) Dois fios condutores longos, retos e paralelos, situados no vácuo, são percorridos por correntes contrárias,
de intensidades i1 = 2 A e i2 = 4 A. A distância entre os fios é de 10 cm. a) Os fios se atraem ou se repelem?
b) Com que força, para cada metro de comprimento do fio? c) O que ocorrerá se invertermos o sentido de i2 ?
(repulsão; 1,6.10-5 T; atração).
B
2) Um fio condutor reto, de comprimento 50 cm, percorrido por uma corrente
de 6 A, é colocado em um campo magnético uniforme de intensidade 4 T e que
6A
forma um ângulo igual a 600 com o fio. Determine as características da força
600
magnética que atua sobre o fio (10,4 N ⊗).
3) Um condutor retilíneo de comprimento igual a 20 cm, percorrido por uma corrente de 2,0 A, é imerso num
campo magnético de indução igual a 2,0.104 T. Determine a intensidade da força magnética que atua sobre o
condutor, nos seguintes casos: a) O condutor é disposto paralelamente às linhas de indução do campo. b) O
condutor é disposto perpendicularmente às linhas de indução do campo (zero; 8.103 N).
4) Um campo magnético e horizontal é capaz de impedir a queda de um
fio condutor retilíneo de comprimento 20 cm e massa 5 g, horizontal e
perpendicular às linhas de indução, quando por ele passa uma corrente de
2,5 A, conforme a figura. Admitindo g = 10 m/s2, determinar: a) a
intensidade do vetor campo magnético; b) o que ocorreria se o sentido da
corrente que passa pelo fio fosse invertido; c) se o fio estivesse a 10 m do
solo, em quanto tempo e com que velocidade ele chegaria ao solo ? (0,1 T; 1 s; 20 m/s).
5) Qual deve ser a intensidade da corrente “i”,
fornecida pelo gerador, para que o fio da figura (de
comprimento 2,0 m e massa 0,2 kg) possa manter-se
suspenso, em repouso no campo magnético B, sem a
ajuda das molas ? Dados: B = 1 T e g = 10 m/s2 (1A).
g
B
i
6) A figura abaixo mostra um condutor retilíneo AB
de 10 cm, colocado perpendicularmente a um campo
magnético e suspenso por um dinamômetro que marca
10 N, quando a chave está aberta. Fechando-se a
chave, passa a atuar em AB uma força magnética.
Quanto marcará o dinamômetro neste caso? E quando
invertermos o sentido da corrente ? (8,4 N; 11,6 N).
B
g
B=2T
B
A
ε
2Ω
r=1Ω
ε = 24 V
7) Dois condutores paralelos, cada um de 0,3 m de comprimento, sofrem uma força de repulsão de intensidade
2,4.10-6 N, quando uma corrente de 6 A circula em cada condutor. Qual a distância que os separa ? (0,9 m)
8) Dois fios condutores de mesmo comprimento L = 2 m, paralelos e distanciados de 10 cm, são percorridos
por correntes iguais a “i”, no mesmo sentido. Sabendo que a força de atração é de 4.10-4 N, determine a
intensidade de “i” (10 A).
B
9) Dois fios longos e paralelos são percorridos por duas correntes cujo
i
módulo é de 2 A, em sentidos opostos. Os fios estão colocados
perpendicularmente num campo magnético B, separados por uma
distância de 20 cm. Qual deve ser o módulo do vetor campo para que a
i
força resultante, por unidade de comprimento, que atua em cada fio
seja nula ? (2.10-6 T).
10) Uma partícula positiva de 3 μC é lançada num campo magnético uniforme com velocidade de 50 m/s. A
intensidade do vetor indução magnética é de 4 T. Determine a intensidade da força magnética que atua sobre
a partícula, quando o ângulo entre a velocidade da partícula e o vetor indução magnética for 00, 450, 900 e
1800 (0 ; 4,24.10-4 N ; 6.10-4 N ; 0).
11) Uma carga elétrica de –5,0 μC desloca-se com velocidade 100 m/s, formando um ângulo de 300 com um
campo de indução magnética uniforme de intensidade 4.103 T. Caracterize a força magnética que age sobre a
carga (1 N ⊗).
12) Elétrons com velocidade 6.106 m/s são desviados por um campo magnético perpendicular à direção da
velocidade, efetuando uma trajetória circular de diâmetro igual a 10 mm. Sabendo que a relação q/m entre a
carga e a massa do elétron é dada em valor absoluto por 1,76.1011 C/kg, determine a intensidade do campo
magnético defletor (6,81.10-3 T).
13) Um corpo eletrizado com carga positiva Q = 4 μC e velocidade v = 108 m/s penetra perpendicularmente
num campo magnético uniforme de intensidade B = 0,2 T. Determine a intensidade da força magnética (80 N).
14) Uma carga positiva Q = 1 μC, de massa 2.10-14 kg, penetra
perpendicularmente em uma região do espaço onde existe um campo
magnético uniforme B, conforme a figura. Sendo v = 106 m/s,
determine a intensidade de B, para que a carga descreva a trajetória
dada (20 T).
E
v
+
B
B
v
20 mm
Q
15) Um próton penetra numa região onde existem um campo elétrico E e
um campo de indução magnética B, perpendiculares entre si. Sua
velocidade v forma um ângulo de 900 com E e B, como mostra a figura.
Qual deve ser o valor da velocidade v para que o próton não sofra desvio na
sua trajetória ? Dados: E = 4.103 V/m e B = 2,0 T (2 km/s).
16) Um elétron de massa m = 9,1.10-31 kg e carga q = -1,6.10-19 C penetra
com velocidade v = 4,4.106 m/s, numa região onde existe um campo de
indução magnética B = 1,0.10-3 T uniforme, perpendicular à trajetória da
partícula, conforme o esquema ao lado. Determine: a) A força que o campo
magnético exerce sobre o elétron; b) Onde o elétron se choca com o B
anteparo; c) O tempo gasto para atingir o anteparo (7,04.10-16 N; 50,05 mm
a esquerda; 17,8 ns).
v
-
17) Um elétron, ao penetrar, perpendicularmente, num campo magnético uniforme de B = 2,0.10-5 T fica
sujeito a uma força centrípeta, descrevendo uma trajetória curva de raio igual a 10 cm. Determine sua
velocidade escalar (350 km/s).
R=8Ω
18) Na figura ao lado, S representa um solenóide de 200 espiras, de
S
comprimento L = 25 cm, de resistência elétrica RS = 1,0 Ω e de secção reta S
2
= 4,0 cm . Determine o campo magnético no interior do solenóide e o fluxo
de indução magnética que atravessa o solenóide (10-2 T; 4.10-6 Wb).
r = 1 Ω ε = 100 V
19) Na figura, estão representados um fio muito longo percorrido por uma corrente
R i1 i1 e uma espira circular de raio R percorrida por uma corrente i2, ambos no mesmo
plano e um tangenciando o outro. Qual é o valor da razão i1/i2 para que o campo
i2
C
magnético no centro C da espira seja nulo ? (π).
i1
20) Dois condutores retilíneos e infinitamente longos estão no mesmo plano
A
e são considerados perpendiculares entre si, como mostra a figura. As M
distâncias são AM = 4,0 cm e QA = 2,0 cm, e as intensidades das correntes
i2
i1 = 8 A e i2 = 7 A. Determine o módulo do vetor campo magnético no ponto
“A” (3.10-5 T).
Q