Física – Magnetismo

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1. Um condutor retilíneo de comprimento l percorrido por uma corrente elétrica i é imerso em
um campo magnético uniforme B. Na figura a seguir, estão disponibilizadas as seguintes
situações I, II, III, IV e V.
Nessas condições, o conjunto que melhor representa o sentido da força magnética que atua
sobre o condutor nos itens I, II, III, IV e V, respectivamente, é
a)
b)
c)
d)
e)
2.
Na segunda década do século XIX, Hans Christian Oersted demonstrou que um fio
percorrido por uma corrente elétrica era capaz de causar uma perturbação na agulha de uma
bússola. Mais tarde, André Marie Ampère obteve uma relação matemática para a intensidade
do campo magnético produzido por uma corrente elétrica que circula em um fio condutor
retilíneo. Ele mostrou que a intensidade do campo magnético depende da intensidade da
corrente elétrica e da distância ao fio condutor.
Com relação a esse fenômeno, assinale a alternativa correta.
a) As linhas do campo magnético estão orientadas paralelamente ao fio condutor.
b) O sentido das linhas de campo magnético independe do sentido da corrente.
c) Se a distância do ponto de observação ao fio condutor for diminuída pela metade, a
intensidade do campo magnético será reduzida pela metade.
d) Se a intensidade da corrente elétrica for duplicada, a intensidade do campo magnético
também será duplicada.
e) No Sistema Internacional de unidades (S.I.), a intensidade de campo magnético é A/m.
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3. O campo magnético pode ser produzido pelo movimento de cargas elétricas ou, como
ocorre nas ondas eletromagnéticas, pela variação do fluxo de campo elétrico local. Em qual das
figuras a seguir está representado corretamente o campo magnético?
a)
b)
c)
d)
e)
4. Um dos componentes fundamentais para uma boa qualidade de som é o alto-falante, que
consiste basicamente de um cone (geralmente de papelão), uma bobina e um ímã permanente,
como mostrado nas figuras abaixo.
A respeito do funcionamento do alto-falante, assinale a(s) proposição(ões) correta(s).
01) A intensidade do campo magnético criado pela bobina depende unicamente do número de
espiras da mesma.
02) O movimento do cone do alto-falante é consequência da lei de Lenz.
04) A vibração do cone cria no ar regiões de altas e baixas pressões, que se propagam na
forma de ondas transversais.
08) A altura do som reproduzido pelo alto-falante depende da frequência do sinal elétrico
enviado pelo aparelho de som.
16) A intensidade da onda sonora reproduzida pelo alto-falante é proporcional à intensidade da
corrente elétrica que percorre a bobina.
32) A corrente elétrica enviada ao alto-falante percorre a bobina, gerando um campo magnético
que interage com o ímã permanente, ocasionando o movimento do cone na direção axial
da bobina.
5.
Em 2011 comemoram-se os 100 anos da descoberta da supercondutividade. Fios
supercondutores, que têm resistência elétrica nula, são empregados na construção de bobinas
para obtenção de campos magnéticos intensos. Esses campos dependem das características
da bobina e da corrente que circula por ela.
a) O módulo do campo magnético B no interior de uma bobina pode ser calculado pela
expressão B = µ 0ni, na qual i e a corrente que circula na bobina, n e o número de espiras
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Tm
. Calcule B no interior de uma bobina de
A
25000 espiras, com comprimento L = 0,65 m, pela qual circula uma corrente i = 80 A.
por unidade de comprimento e µ0 = 1,3 × 10−6
b) Os supercondutores também apresentam potencial de aplicação em levitação magnética.
Considere um ímã de massa m = 200 g em repouso sobre um material que se torna
supercondutor para temperaturas menores que uma dada temperatura critica TC. Quando o
v
material é resfriado até uma temperatura T < TC, surge sobre o ímã uma força magnética Fm .
v
ur
Suponha que Fm tem a mesma direção e sentido oposto ao da força peso P do ímã, e que,
inicialmente, o ima sobe com aceleração constante de módulo aR = 0,5 m/s2, por uma
v
distância d = 2,0 mm , como ilustrado na figura abaixo. Calcule o trabalho realizado por Fm ao
longo do deslocamento do ímã.
6. Um estudante deseja medir o campo magnético da Terra no local onde ele mora. Ele sabe
que está em uma região do planeta por onde passa a linha do Equador e que, nesse caso, as
linhas do campo magnético terrestre são paralelas à superfície da Terra. Assim, ele constrói um
solenoide com 300 espiras por unidade de comprimento, dentro do qual coloca uma pequena
bússola. O solenoide e a bússola são posicionados em um plano paralelo à superfície da Terra
de modo que, quando o interruptor está aberto, a direção da agulha da bússola forma um
ângulo de 90º com o eixo do solenoide. Ao fechar o circuito, o amperímetro registra uma
corrente de 100,0 mA e observa-se que a deflexão resultante na bússola é igual a 62º.
A partir desse resultado, determine o valor do campo magnético da Terra, considerando:
μ 0 = 1,26 . 10−6 T.m/A, sen 62º = 0,88, cos 62º = 0,47 e tg 62º = 1,87.
7. Em 1820, o físico Hans Christian Oersted demonstrou existir uma íntima relação entre os
fenômenos elétricos e os fenômenos magnéticos. Nascia assim, a teoria eletromagnética na
qual é preciso substituir as forças elétrica e magnética por uma única força, a força
eletromagnética. Sobre as relações entre efeitos elétricos e efeitos magnéticos, assinale o que
for correto.
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01) Uma carga elétrica cria no espaço à sua volta um campo magnético que atuará sobre outra
carga elétrica, exercendo sobre ela uma força magnética.
02) Sempre que um condutor retilíneo é percorrido por uma corrente elétrica surge um campo
magnético cujas linhas de indução são circulares com centro sobre o condutor.
04) Uma bobina, quando percorrida por uma corrente elétrica alternada, comporta-se como um
imã.
08) Devido ao seu comportamento magnético, a grande maioria das substâncias existentes na
natureza é classificada em dois grupos, as substâncias diamagnéticas e as substâncias
paramagnéticas.
16) Fenômenos eletrostáticos podem ser produzidos por efeitos magnéticos.
8. Considere uma espira retangular de lados 3 a e a, respectivamente, em que circula uma
corrente I, de acordo com a figura. A espira pode girar livremente em torno do eixo z. Nas
proximidades da espira há um fio infinito, paralelo ao eixo z, que corta o plano xy no ponto x =
a/2 e y = 0. Se pelo fio passa uma corrente de mesma magnitude I, calcule o momento
resultante da força magnética sobre a espira em relação ao eixo z, quando esta encontra-se no
plano yz.
9. Resolver a questão com base nas informações a seguir.
O músculo cardíaco sofre contrações periódicas, as quais geram pequenas diferenças de
potencial, ou tensões elétricas, entre determinados pontos do corpo.
A medida dessas tensões fornece importantes informações sobre o funcionamento do coração.
Uma forma de realizar essas medidas é através de um instrumento denominado
eletrocardiógrafo de fio.
Esse instrumento é constituído de um ímã que produz um campo magnético intenso por onde
passa um fio delgado e flexível. Durante o exame, eletrodos são posicionados em pontos
específicos do corpo e conectados ao fio. Quando o músculo cardíaco se contrai, uma tensão
surge entre esses eletrodos e uma corrente elétrica percorre o fio. Utilizando um modelo
simplificado, o posicionamento do fio retilíneo no campo magnético uniforme do ímã do
eletrocardiógrafo pode ser representado como indica a figura a seguir, perpendicularmente ao
plano da página, e com o sentido da corrente saindo do plano da página.
Com base nessas informações, pode-se dizer que, quando o músculo cardíaco se contrai, o fio
sofre uma deflexão
a) lateral e diretamente proporcional à corrente que o percorreu.
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b) lateral e inversamente proporcional à intensidade do campo magnético em que está
colocado.
c) vertical e inversamente proporcional à tensão entre os eletrodos.
d) lateral e diretamente proporcional à resistência elétrica do fio.
e) vertical e diretamente proporcional ao comprimento do fio.
10. O Efeito Hall consiste no acúmulo de cargas dos lados de um fio condutor de corrente
quando esse fio está sujeito a um campo magnético perpendicular à corrente. Pode-se ver na
ur
figura (i) uma fita metálica imersa num campo magnético B , perpendicular ao plano da fita,
saindo do papel. Uma corrente elétrica atravessa a fita, como resultado do movimento dos
r
elétrons que têm velocidade v , de baixo para cima até entrar na região de campo magnético.
r
Na presença do campo magnético, os elétrons sofrem a ação da força magnética, FB ,
deslocando-se para um dos lados da fita. O acúmulo de cargas com sinais opostos nos lados
da fita dá origem a um campo elétrico no plano da fita, perpendicular à corrente. Esse campo
r
produz uma força elétrica FE , contrária à força magnética, e os elétrons param de ser
desviados quando os módulos dessas forças se igualam, conforme ilustra a figura (ii).
Considere que o módulo do campo elétrico nessa situação é E = 1,0×10−4 V/m .
a) A fita tem largura L = 2,0 cm. Qual é a diferença de potencial medida pelo voltímetro V na
situação da figura (ii)?
b) Os módulos da força magnética e da força elétrica da figura (ii) são dados pelas expressões
FB = qvB e FE = qE , respectivamente, q sendo a carga elementar. Qual é a velocidade dos
elétrons?
O
módulo
do
campo
magnético
é
B = 0,2 T.
11. Segundo a experiência de Oersted, conclui-se que “toda corrente elétrica gera ao redor de
si um campo magnético”, pode-se afirmar que as linhas do campo magnético, originadas por
um condutor reto percorrido por uma corrente elétrica constante, são:
a) linhas retas entrando no condutor.
b) linhas paralelas ao condutor.
c) circunferências concêntricas ao condutor, situadas em planos paralelos ao condutor.
d) circunferências concêntricas ao condutor, situadas em planos perpendiculares ao condutor.
e) linhas retas saindo do condutor.
12. Na figura, apresenta-se um elétron inicialmente em movimento retilíneo e uniforme no
vácuo, na direção e sentido indicados pelo eixo z. Ao passar pela origem 0 dos eixos
cartesianos, uma corrente elétrica de valor constante i é estabelecida no fio condutor que se
encontra no plano yz e paralelo ao eixo z.
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a) sofra ação de uma força de direção igual à do eixo x, no sentido de seus valores positivos.
b) sofra ação de uma força de direção igual à do eixo x, no sentido de seus valores negativos.
c) sofra ação de uma força de direção igual à do eixo y, no sentido de seus valores positivos.
d) sofra ação de uma força de direção igual à do eixo y, no sentido de seus valores negativos.
e) não sofra efeitos da corrente i, seguindo na direção do eixo z, sem alteração de sua
velocidade.
13. Na figura a seguir, o circuito principal é formado por uma bateria (resistência interna nula e
força eletromotriz å), duas molas condutoras (cada uma com constante elástica k = 2 N/m e
resistência elétrica R = 0,05 Ł), uma barra condutora de comprimento L = 30 cm e resistência elétrica
desprezível. As molas estão em seus comprimentos naturais (sem deformação). Um campo
magnético de módulo B=0,01 T, perpendicular ao plano da figura e apontando para dentro da
página, está presente na região da barra.
Existe ainda outra barra isolante, conectada a uma ponta condutora, fixa ao ramo superior do
circuito principal. A massa da barra isolante é desprezível. Uma lâmpada de resistência r e uma
bateria de força eletromotriz å' compõem o circuito anexo (veja a figura a seguir). A altura entre
a ponta condutora e o ramo superior do circuito anexo é h = 3 cm.
Assinale a alternativa que contém o valor mínimo da força eletromotriz å no circuito principal, de
modo que a lâmpada no circuito anexo seja percorrida por uma corrente elétrica (desconsidere
quaisquer efeitos gravitacionais).
a) 0,5 V.
b) 1,0 V.
c) 2,0 V.
d) 3,0 V.
e) 4,0 V.
14. Para estimar a intensidade de um campo magnético B 0, uniforme e horizontal, é utilizado
um fio condutor rígido, dobrado com a forma e dimensões indicadas na figura, apoiado sobre
suportes fixos, podendo girar livremente em torno do eixo OO'. Esse arranjo funciona como
uma "balança para forças eletromagnéticas". O fio é ligado a um gerador, ajustado para que a
corrente contínua fornecida seja sempre i = 2,0 A, sendo que duas pequenas chaves, A e C,
quando acionadas, estabelecem diferentes percursos para a corrente. Inicialmente, com o
gerador desligado, o fio permanece em equilíbrio na posição horizontal. Quando o gerador é
ligado, com a chave A, aberta e C, fechada, é necessário pendurar uma pequena massa M 1 =
0,008 kg, no meio do segmento P3 - P4, para restabelecer o equilíbrio e manter o fio na posição
horizontal.
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a) Determine a intensidade da força eletromagnética F1, em newtons, que age sobre o
segmento P3P4 do fio, quando o gerador é ligado com a chave A, aberta e C, fechada.
b) Estime a intensidade do campo magnético B0, em teslas.
c) Estime a massa M2, em kg, necessária para equilibrar novamente o fio na horizontal, quando
a chave A está fechada e C, aberta. Indique onde deve ser colocada essa massa, levando em
conta que a massa M1 foi retirada.
NOTE E ADOTE:
F = iBL
Desconsidere o campo magnético da Terra.
As extremidades P1, P2, P3 e P4 estão sempre no mesmo plano.
15. Uma haste metálica com 5,0 kg de massa e resistência de 2,0 Ω desliza sem atrito sobre
duas barras paralelas separadas de 1,0 m, interligadas por um condutor de resistência nula e
apoiadas em um plano de 30° com a horizontal, conforme a figura. Tudo encontra-se imerso
num campo magnético B , perpendicular ao plano do movimento, e as barras de apoio têm
resistência e atrito desprezíveis.
Considerando que após deslizar durante um certo tempo a velocidade da haste permanece
constante em 2,0 m/s, assinale o valor do campo magnético.
a) 25,0 T
b) 20,0 T
c) 15,0 T
d) 10,0 T
e) 5,0 T
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16. Em uma excursão acadêmica, um aluno levou uma lanterna com uma bússola acoplada.
Em várias posições durante o dia, ele observou que a bússola mantinha sempre uma única
orientação, perpendicular à direção seguida pelo Sol. À noite, estando a bússola sobre uma
mesa e próxima de um fio perpendicular a ela, notou que a bússola mudou sua orientação no
momento em que foi ligado um gerador de corrente contínua.
A orientação inicial da agulha da bússola é a mostrada na figura a seguir, onde a seta
preenchida indica o sentido do campo magnético da Terra.
Ao ligar o gerador, a corrente sobe o fio (saindo do plano da ilustração). Assim, a orientação da
bússola passará ser a seguinte:
a)
b)
c)
d)
e)
17. A figura representa o campo magnético de dois fios paralelos que conduzem correntes
elétricas. A respeito da força magnética resultante no fio da esquerda, podemos afirmar que
ela:
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a) atua para a direita e tem magnitude maior que a da força no fio da direita.
b) atua para a direita e tem magnitude igual à da força no fio da direita.
c) atua para a esquerda e tem magnitude maior que a da força no fio da direita.
d) atua para a esquerda e tem magnitude igual à da força no fio da direita.
e) atua para a esquerda e tem magnitude menor que a da força no fio da direita.
18. Sabe-se que uma corrente elétrica pode ser induzida em uma espira colocada próxima a
um cabo de transmissão de corrente elétrica alternada – ou seja, uma corrente que varia com o
tempo.
Considere que uma espira retangular é colocada próxima a um fio reto e longo de duas
maneiras diferentes, como representado nestas figuras:
Na situação representada em I, o fio está perpendicular ao plano da espira e, na situação
representada em II, o fio está paralelo a um dos lados da espira. Nos dois casos, há uma
corrente alternada no fio.
Considerando-se essas informações, é correta afirmar que uma corrente elétrica induzida na
espira
a) Ocorre apenas na situação I.
b) Ocorre apenas na situação II.
c) Ocorre nas duas situações.
d) Não ocorre em qualquer das duas situações.
19.
Um transformador possui 50 espiras no enrolamento primário e 200 espiras no
secundário.
Ao ligar o primário a uma bateria de tensão contínua e constante de 12 V, o valor da tensão de
saída, no enrolamento secundário, é igual a:
a) 12 V, pois a tensão de saída é igual à tensão de entrada.
b) zero, pois o número de espiras do enrolamento secundário é maior do que o dobro do
número de espiras do primário.
c) zero, pois não há força eletromotriz induzida nas espiras do secundário.
d) 72 V, pois a razão entre a tensão de saída e a tensão de entrada é igual à razão entre o
número de espiras do enrolamento secundário e o número de espiras do enrolamento
primário.
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e) 48 V, pois a razão entre a tensão de entrada e a tensão de saída é igual à razão entre o
número de espiras do enrolamento primário e o número de espiras do enrolamento
secundário.
20.
Um longo solenoide de comprimento L, raio a e com n espiras por unidade de
comprimento, possui ao seu redor um anel de resistência R. O solenoide está ligado a uma
fonte de corrente I, de acordo com a figura. Se a fonte variar conforme mostra o gráfico, calcule
a expressão da corrente que flui pelo anel durante esse mesmo intervalo de tempo e apresente
esse resultado em um novo gráfico.
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Gabarito:
Resposta
[D]
da
questão
r
1:
r r
A força magnética sobre um fio é dada pela expressão: F = i.lxB .
A regra da mão direita dá a direção e o sentido da força.
Utilizando a regra da mão direita concluímos a força em cada caso, como mostra a figura
abaixo:
Resposta
da
questão
2:
[D]
A intensidade do campo magnético produzido por um fio retilíneo é dado pela expressão
µi
B= 0 .
2πr
Observe que ela é diretamente proporcional à corrente elétrica. Sendo assim, se duplicarmos a
corrente, duplicaremos também a intensidade do campo.
Resposta
[B]
da
questão
3:
Resposta
08 + 16 + 32 = 56.
da
questão
4:
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01) Incorreta: a intensidade do campo magnético criado por uma bobina depende da corrente
que a atravessa (i), da quantidade de espiras (n) e do raio da bobina (R).
n µ0 i 

B =
.
2R 

02) Incorreta: o movimento do cone ocorre devido a forças magnéticas que surgem da
interação do campo magnético do ímã permanente com o campo magnético da corrente
elétrica que percorre a bobina.
04) Incorreta: ondas sonoras são longitudinais.
08) Correta.
16) Correta.
32) Correta.
Resposta
da
questão
a) Dados: µ 0 = 1,3 × 10–6 T.m/A; N = 25.000 espiras; L = 0,65 m; i = 80 A.
25.000
N
−6
× 80 ⇒
B = µ0 n i ⇒ B = µ0 i = 1,3 × 10 ×
0,65
L
B = 4,0 T.
5:
b) Dados: m = 200 g = 0,2 kg; d = 2 mm = 2 × 10–3 m; aR = 0,5 m/s2; g = 10 m/s2.
Se o imã sobe em movimento acelerado, Fm > P.
Do Princípio Fundamental da Dinâmica:
Fm – P = m aR ⇒ Fm = m aR + m g = 0,2 (0,5 + 10) ⇒ Fm = 2,1 N.
Calculando o trabalho:
WFv = Fm d = 2,1× 2 × 10−3 ⇒ WFv = 4,2 × 10−3 J.
m
m
Resposta
da
questão
–6
Dados: N = 300 espiras/m; μ 0 = 1,26 × 10 T.m/A; i = 100 mA = 0,1 A;
sen 62º = 0,88, cos 62º = 0,47 e tg 62º = 1,87.
6:
Pela regra da mão direita nº1, o vetor indução magnética no interior do solenoide é horizontal
para direita. O vetor indução magnética terrestre é orientado para o norte. A figura ilustra esses
vetores.
Dessa figura:
tg 62° =
BS
BT
⇒
BT =
N µ0 i 300 × 1,26 × 10 −6 × 0,1
BS
=
=
tg 62° tg 62°
1,87
⇒
BT = 2 × 10−5 T.
Resposta
02 + 08 = 10
da
questão
7:
(01) Errada. Cargas elétricas somente geram campo magnético quando estão em movimento.
(02) Correta. Corrente elétrica é formada pelo movimento de cargas elétricas.
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(04) Errada. Se a corrente é alternada os polos da bobina se alternam, diferente de um ímã que
tem polos fixos.
(08) Correta.
(16) Errada.
Resposta
da
questão
8:
No triângulo OMP destacado à direita na figura, temos:
3a
2 ⇒ tgθ = 3 ⇒ θ = 60°.
2
Nesse mesmo triângulo:
tgθ =
a
3a
2 ⇒ sen60° = 3a ⇒ 3 = 3a ⇒ r = a.
r
2r
2
2r
Do eletromagnetismo, sabemos que fios paralelos percorridos por correntes de mesmo sentido
se atraem, e por correntes de sentidos opostos se repelem. Para dois condutores de
comprimento , distantes r entre si, percorridos por correntes I1 e I2, num meio onde a
permeabilidade magnética é µ, a intensidade dessa força é:
senθ =
µI1I2 l
.
2πr
Nessa situação estudada, I1 = I2 = I e = r = a. Então, sobre os lados RM e NS, a intensidade
da força magnética, de acordo com a expressão acima, é dada por:
F=
F=
µI2a
µI2
⇒F=
. (equação 1)
2πa
2π
Quando os fios são perpendiculares entre si, a força magnética é nula. Assim o fio não exerce
força sobre os lados MN e RS da espira.
Para analisar os momentos das forças magnéticas, representemos uma vista superior dessa
situação.
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Obs: caso se queira constatar o sentido das forças sobre os lados NS e MR, basta usar a regra
v
v
da mão direita nº 1 (regra de Ampère) e encontrar BNS e BMR . A seguir, pela regra da mão
v
v
direita nº 2 (regra do saca-rolha) determinam-se FNS e FMR .
Nessa vista de cima, o momento resultante na espira em relação ao eixo z é devido à ação das
v
v
componentes das forças FNS e FMR . Essas duas forças têm mesma intensidade (F) dada pela
equação (1).
Como mostrado na figura, cada componente tem intensidade F cos 60° e a distância do ponto
de aplicação até o eixo z é
3
a. Assim:
2

3  µI2 1
Mres = 2  Fcos 60°
a =
3a ⇒ Mres =

2  2π 2

Resposta
[A]
3µI2 a
.
4π
da
questão
9:
O examinador foi um pouco descuidado nesse teste. Ficou claro que a deflexão é no sentido
da força, mas diretamente ou inversamente proporcional à corrente elétrica é a intensidade da
força exercida no fio, que provoca a deflexão. Suponhamos, portanto, que a deflexão no fio
seja diretamente proporcional a intensidade da força nele aplicada.
v
Sabemos que a força magnética ( F ) é simultaneamente perpendicular à corrente (i) e ao
v
v
campo magnético ( B ), no sentido do eixo que se obtém quando se gira de i para B (a
simplificação dessa regra para alunos do Ensino Médio adotada por professores e autores é
conhecida como regra da mão direita, ou regra do “tapa”).
A intensidade dessa força é dada por: F = i l B. Ou seja, a intensidade da força é diretamente
proporcional à corrente.
Resposta
da
–4
a) Dados: E = 1,0 × 10 V/m; L = 2,0 cm = 2,0 × 10–2 m.
questão
10:
Sendo U a ddp indicada pelo voltímetro V, temos:
U = E L = 10–4 × 2 × 10–2 ⇒ U = 2 × 10–6 V ⇒
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U = 2 µV.
b) No equilíbrio: FE = FB ⇒ qE = qvB ⇒ v =
E 1,0x10−4
=
⇒
B
0,2
v = 5 × 10–4 m/s.
Resposta
[D]
da
questão
11:
Como ilustra a figura abaixo, as linhas de indução magnética são circunferências concêntricas
ao condutor, situadas no plano perpendicular a ele.
i
Resposta
[D]
da
questão
12:
A figura mostra a situação e um observador:
Visto pelo observador citado, o campo magnético gerado pelo fio na posição do elétron é
mostrado abaixo:
A figura mostra, pela regra da mão direita, a força que age no elétron. Não esqueça que sua
carga é negativa.
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Resposta
[E]
da
questão
13:
Resolução
A força magnética sobre o condutor retilíneo é dada por F = B.i.L, onde B é o campo
magnético, i é a corrente elétrica e L é o comprimento do condutor. A força magnética deverá
atuar sobre a barra de modo a comprimir as molas e desta forma fechar com o condutor o
circuito secundário. A força eletromotriz mínima é aquela que equilibra a força magnética com
as forças elásticas das molas.
F = i.B.L = 2kh
ε = 2Ri
→ i = ε/(2R)
i.B.L = 2kh
[ε/(2R)].B.L = 2kh
[ε/(2.0,05)].0,01.0,3 = 2.2.0,03
[ε/(0,1)].0,003 = 2.2.0,03
ε.0,03 = 2.2.0,03
ε. = 2.2 = 4 V
Resposta
da
questão
A força magnética equilibra a força peso então F1 = P1 = M1.g = 0,008.10 = 0,08 N
Sabemos que F = i.B.L
14:
→ 0,08 = 2.B.0,2 → B = 0,2 T
Com a inversão das chaves, sem a ação de outra força que não a magnética, ocorrerá a
formação de um binário de forças de módulo 0,08 N. Para neutralizar o binário a força peso da
massa M2 deverá ter o torque de mesmo módulo, mas sentido oposto. Posicionando a ação da
massa no ponto médio do segmento P3P4 a massa M2 deverá ser o dobro de M1 e logo M2 =
2.0,008 = 0,016 kg. A figura a seguir mostra a situação final.
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Resposta
[E]
da
questão
15:
A componente do peso paralela ao plano inclinado é equilibrada pela força magnética.
m.g.sen30° = B.i.L
m.g/2 = B.i.L
Além disto i = B.L.v/R, então:
m.g/2 = B.(B.L.v/R).L
m.g/2 = B2.L2.v/R
10
2
= B2.12.
2
2
2→
25 = B
B=5T
5.
Resposta
[A]
da
questão
16:
A figura abaixo ilustra a situação descrita.
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Enquanto a corrente era nula, a agulha da bússola indicava a orientação do campo magnético
v
da Terra ( BTerra )
Conforme o enunciado, quando o fio é ligado, surge nele corrente saindo do plano da página.
Então, pela regra do saca-rolhas, surgem linhas de indução magnética em torno do fio, no
v
sentido anti-horário. O vetor indução magnética devido ao fio ( BFio ) é tangente às linhas de
indução em cada ponto. A agulha da bússola orienta-se, então, no sentido do vetor indução
v
v
v
magnética resultante: BRe s = BTerra + BFio .
Resposta
[D]
da
questão
17:
Devido às distorções nas linhas de campo entre os dois fios percebe-se a independência das
linhas em torno de cada fio. A força deverá ter módulo único e atuação para a esquerda.
Resposta
[B]
da
questão
18:
A indução de corrente só pode ocorrer se o fio estiver em um plano perpendicular à espira,
devido às características tridimensionais do campo magnético formado.
Resposta
[E]
da
questão
19:
Resolução
Como a razão entre o número de espiras é
200
= 4 a tensão secundária sofrerá aumento de 4
50
vezes em relação à tensão primária.
Como a tensão primária é de 12 V a secundária será de 48 V.
Resposta
da
Resolução
O campo magnético no interior do solenoide é dado por:
B=
questão
20:
µ.1.N
N
, em que
=n
L
L
B=µ.I.n
O fluxo magnético Ф é:
Ф = B . A = µ . I . n . πa2
Pela Lei de Faraday:
E=-
∆φ
∆t
 ∆I 

 ∆t 
E = – µ . n . πa2 
A corrente induzida no anel é:
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E
−µ.n.π.a2  ∆I 
⇒
i
=
i=
 ∆t 
R
R
 
Seja k = µ . n . π . a2 (constante)
i=
−k  ∆I 
R  ∆t 
Pela análise do gráfico:
1º trecho: 0 ≤ t ≤ 1s
∆I 2A
A
=
=2
∆t 1s
s
2º trecho: 1s ≤ t ≤ 2s
i2 = 0 pois o fluxo não varia
3º trecho: 2s ≤ t ≤ 4s
∆I
A
+k
= −1 ⇒ i3 =
∆t
s
R
Gráfico da corrente induzida (i) em função do tempo (t):
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Resumo das questões selecionadas nesta atividade
Data de elaboração:
Nome do arquivo:
21/09/2011 às 00:28
Magnetismo
Legenda:
Q/Prova = número da questão na prova
Q/DB = número da questão no banco de dados do SuperPro®
Q/prova
Q/DB
Matéria
Fonte
Tipo
1..................104512.............Física..................Upe/2011................................Múltipla escolha
2..................100853.............Física..................Ufpr/2011................................Múltipla escolha
3..................104347.............Física..................Ufsm/2011..............................Múltipla escolha
4..................103787.............Física..................Ufsc/2011................................Somatória
5..................102134.............Física..................Unicamp/2011.........................Analítica
6..................103546.............Física..................Ufba/2011...............................Analítica
7..................90213...............Física..................Uepg/2010..............................Somatória
8..................90302...............Física..................Ita/2010...................................Analítica
9..................90392...............Física..................Pucrs/2010..............................Múltipla escolha
10................93729...............Física..................Unicamp/2010.........................Analítica
11................97191...............Física..................Unemat/2010..........................Múltipla escolha
12................99710...............Física..................Uftm/2010...............................Múltipla escolha
13................84992...............Física..................Ufc/2009.................................Múltipla escolha
14................84815...............Física..................Fuvest/2009............................Analítica
15................84829...............Física..................Ita/2009...................................Múltipla escolha
16................90333...............Física..................Ufg/2009.................................Múltipla escolha
17................84830...............Física..................Ita/2009...................................Múltipla escolha
18................106817.............Física..................Ufmg/2009..............................Múltipla escolha
19................84922...............Física..................Udesc/2009.............................Múltipla escolha
20................84844...............Física..................Ita/2009...................................Analítica
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