Agrupamento de Escolas Anselmo de Andrade

Actividade Formativa – 1ºPeríodo
Professora: Dulce Godinho
091124
Agrupamento de Escolas Anselmo de Andrade
Ficha Formativa - Ciências Físico - Químicas – 11.º Ano - Ano Lectivo 09/10
Duração da Actividade: 135 min
1.
Data: 24 / 11 / 09
Observe a seguinte representação esquemática de um microfone, cujo princípio de funcionamento se baseia numa força electromotriz induzida, e responda às questões.
1.1 Explique o aparecimento desta força electromotriz induzida.
1.2 Explique o que sucede quando as ondas sonoras atingem a membrana ou o diafragma do microfone.
1.3 Refira a principal diferença entre o funcionamento de um altifalante e de um microfone.
2.
Uma espira com um diâmetro de 5 cm conduz uma corrente eléctrica e produz um campo magnético de
0,01 T no seu centro. A espira faz com o campo um ângulo de 90°. Seleccione a opção que completa
correctamente a afirmação. Para induzir um campo magnético igual a 0,45 T no seu centro de simetria,
será necessário usar...
A — ... uma bobina com 45 espiras.
B — ... aumentar o diâmetro da espira 9 vezes.
C — ... aumentar o diâmetro da espira 45 vezes.
D — ...diminuirá corrente de modo que esta seja 45 vezes inferior.
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3.
A Lei de Faraday diz que a força electromotriz induzida é igual à variação do fluxo do campo magnético
durante um determinado intervalo de tempo. Entre os fenómenos abaixo descritos, assinale aquele(s) que
se explica(m) pela Lei de Faraday.
A — Funcionamento de uma lanterna.
B — Produção de energia eléctrica numa central hidroeléctrica.
C — Aquecimento de água numa placa eléctrica.
D — Produção de um campo magnético estacionário à volta de um condutor rectilíneo percorrido por
uma corrente contínua.
4.
A produção de corrente eléctrica requer o consumo de uma forma qualquer de energia. Até à época
de Faraday somente a energia química era transformada em energia eléctrica, de modo aproveitável,
através de pilhas ou de baterias. Mas este processo não é adequado para produzir grandes
quantidades de energia eléctrica, como as que são necessárias para a iluminação das populações e
para alimentar as indústrias.
Em 1831, Faraday descobriu o fenómeno da indução electromagnética: um campo magnético
pode produzir corrente eléctrica num condutor, em determinadas circunstâncias. É por este
fenómeno que é produzida a corrente eléctrica alternada que utilizamos no dia-a-dia.
Uma corrente eléctrica induzida pode ser obtida por um movimento relativo entre um condutor e a
fonte de um campo magnético, ou por uma variação, com o tempo, de um campo magnético nas
vizinhanças de um condutor, sem qualquer movimento relativo.
4.1. Na figura está representado o esquema de um circuito eléctrico constituído pela bobina b e por um
amperímetro A, muito sensível e de zero ao meio da escala.
Aproxima-se da extremidade l, da bobina b, o pólo norte de um íman, o íman penetra na
bobina, imobiliza-se e depois é retirado afastando-se da extremidade 1.
4.1.1— Descreva o que se modifica no amperímetro. Justifique.
4.1.2— Entre a bobina e o íman qual deles é o indutor? Qual é o induzido?
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4.2. Admita que se coloca junto à extremidade 2, da bobina b, a extremidade 3 de uma outra bobina,
ligada a um gerador G e a uma resistência variável R. Considere as duas situações:
I. A resistência R mantém-se,
II. A resistência R varia rapidamente.
4.2.1— Em qual das situações I ou II o ponteiro do amperímetro A se desvia?
Justifique.
4.2.2— Indique qual é o indutor e o induzido.
4.3. Deixa-se cair um íman de uma altura h medida em relação a um plano horizontal onde está
colocado um condutor C, com a forma de aro circular, como representa a figura.
Seleccione a opção que completa correctamente a afirmação seguinte. A
corrente eléctrica induzida no condutor tem...
A—O mesmo sentido que teria se o íman se mantivesse à altura h.
B— O sentido contrário ao do movimento dos ponteiros de um relógio.
C— Um sentido que depende da velocidade com que o íman se aproxima do condutor.
D— Um sentido tal que aceleração do íman aumenta quando se aproxima do condutor.
4.4. Identifique os factores de que depende a intensidade da corrente eléctrica induzida numa
bobina.
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5.
Para que se possa entender a lei descoberta por Faraday, sobre a força electromotriz
induzida, temos necessidade de conhecer o conceito de fluxo magnético. Considerando uma

superfície plana de área A, colocada no interior de um campo magnético uniforme B , sendo 
o ângulo formado pela normal à superfície e a direcção das linhas de campo, o fluxo magnético,
 , através dessa superfície, está relacionado com aquelas grandezas. A unidade SI de fluxo
magnético é o weber, Wb.
O conceito de fluxo através de uma superfície pode ser interpretado em termos de linhas de
campo que furam essa superfície, quanto maior for esse número de linhas de campo maior é o
valor do fluxo magnético.
Faraday, em 1831, formulou as leis qualitativas, que foram postas em evidência em inúmeras
experiências: sempre que há variação de fluxo magnético num circuito, desenvolve-se neste uma
corrente induzida; só existe corrente induzida enquanto houver variação de fluxo.
Faraday também estabeleceu experimentalmente a lei quantitativa seguinte: a força
electromotriz induzida é directamente proporcional à variação de fluxo magnético e
inversamente proporcional ao intervalo de tempo em que ocorre essa variação.
Em 1834, o físico russo H. F. Lenz (1804-1865), estabeleceu empiricamente uma lei que dá o
sentido da corrente eléctrica induzida: o sentido de uma corrente induzida é tal que a variação
do fluxo magnético induzido se opõe à variação do fluxo magnético indutor.
5.1. Descreva três processos para obter uma variação de fluxo magnético através de uma
superfície.
5.2. Uma espira está colocada no plano do papel, numa região onde existe um campo
magnético uniforme, cuja direcção lhe é perpendicular.
Seleccione a opção que completa correctamente a afirmação seguinte.
Rodando a espira de 90°, o fluxo magnético que a atravessa...
A—diminui.
B—aumenta.
C—mantém-se constante.
D—primeiro aumenta e depois diminui
5.3. Uma superfície plana rectangular tem dimensões 30 cm e 50 cm e está colocada numa região
onde existe um campo magnético uniforme de módulo 0,20 T.
Calcule o valor do fluxo magnético que atravessa essa superfície, quando esta faz com as
linhas de campo um ângulo de:
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5 . 3 . 1 —0 °
5. 3.2 —3 0 °
5. 3.3 —9 0 °
5.4. Justifique a seguinte afirmação verdadeira.
«Um weber é equivalente a l Tm 2 e a l V s».
5.5. Seleccione as afirmações verdadeiras.
A—Numa bobina desenvolve-se uma corrente eléctrica induzida quando se faz variar o
fluxo magnético que a atravessa.
B—O sentido da corrente eléctrica induzida numa bobina depende da variação do
fluxo magnético que a atravessa.
C—O valor da intensidade da corrente eléctrica induzida numa bobina é tanto maior quanto
maior for o intervalo de tempo em que ocorre a variação de fluxo
magnético que a
atravessa.
D—O valor da intensidade da corrente eléctrica induzida numa bobina é tanto maior
quanto mais rápida for a variação de fluxo magnético que a atravessa.
5.6. Uma espira, em forma de anel fechado, é atravessada por um fluxo magnético variável.
Num dado instante corta-se a espira, isto é, interrompe-se o circuito fechado.
5.6.1— A força electromotriz induzida desaparece? Justifique.
5.6.2— A corrente eléctrica induzida desaparece? Justifique.
5.7. Na figura está representada uma espira, de área A, e N que é a direcção normal à

superfície. A superfície é atravessada por um fluxo  devido a um campo magnético B , cuja
direcção faz um ângulo  com N.
Considere, em sucessivos intervalos de tempo, as situações seguintes:
I. O campo magnético B mantém-se constante.
II. O campo magnético B vai aumentando de intensidade.
III. O campo magnético B vai diminuindo de intensidade.
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Para cada uma das situações...
4.7.1— A variação do fluxo magnético tem valor positivo, negativo ou nulo?
4.7.2— A força electromotriz tem valor positivo, negativo ou nulo?
4.7.3—Indique se há corrente eléctrica induzida, e em caso afirmativo, qual é o seu
sentido.
4.8.
Introduziu-se no interior de uma bobina, de 300 espiras, o pólo norte de um íman que
produziu, através da bobina, uma variação média do fluxo magnético de 4,0 x IO-5 Wb.
Calcule o valor da força electromotriz média induzida na bobina, quando:
4.8.1—O fluxo aumentou e o movimento de aproximação do íman durou 2,0 ms.
4.8.2—Após o íman ter ficado parado dentro da bobina, durante uns instantes, foi
afastado para a posição inicial e o movimento de afastamento durou 1,0 ms.
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