Exercícios de vestibulares com resoluções comentadas sobre Campo Magnético gerado por uma espira circular ou por um solenoide
Exercícios de vestibulares com resoluções comentadas sobre
Campo Magnético gerado por uma espira circular ou por um solenoide
01-(PUC-BA) Uma espira circular é percorrida por uma corrente elétrica contínua, de intensidade constante. Quais são as características do vetor campo magnético no centro da espira?
a) É constante e perpendicular ao plano da espira.
b) É constante e paralelo ao plano da espira.
c) No centro da espira é nulo.
d) É variável e perpendicular ao plano da espira.
e) É variável e paralelo ao plano da espira.
02-(UFSC-SC) Seja uma espira circular de raio r, na qual passa uma corrente de intensidade i. Considere o campo magnético gerado por essa espira. Marque a(s) proposição(ões) verdadeira(s):
01. O campo no centro da espira é perpendicular ao plano definido pela espira.
02. O campo no centro da espira está contido no plano definido pela espira.
04. O campo gerado fora da espira, no plano definido por ela, tem mesma direção e sentido do campo gerado no interior da espira, também no plano definido por ela.
08. Se dobrarmos a corrente i, o campo gerado cai à metade.
16. Se dobrarmos o raio da espira, o campo gerado em seu centro também dobra.
32. Se invertermos o sentido da corrente, a direção e o sentido do campo gerado não se alteram.
03-(MACKENZIE-SP) Uma espira circular condutora é percorrida por uma corrente elétrica de intensidade i e perfura ortogonalmente uma superfície plana e horizontal, conforme a figura acima. O segmento CD, pertencente ao plano da superfície, é diâmetro dessa espira e o segmento AB, também pertencente a esse plano, é perpendicular a CD, assim como EF é perpendicular a GH e ambos coplanares aos segmentos anteriores.
Se apoiarmos o centro de uma pequena agulha imantada sobre o centro da espira, com liberdade de movimento, ela se alinhará a:
a) AB b) CD c) EF d) GH
04-(UFRN-RN) Em alguns equipamentos eletroeletrônicos, costuma-se torcer, juntos, os fios que transportam correntes elétricas, para se evitarem efeitos magnéticos em pontos distantes do equipamento, onde há outros dispositivos. Por exemplo, a tela fluorescente de um televisor, na qual incidem elétrons, não deve sofrer influência magnética das correntes que fluem em outras partes do aparelho, senão ocorreriam distorções ou interferências na imagem.
Esses efeitos magnéticos indesejáveis serão evitados com maior eficácia os fios a serem torcidos forem percorridos por correntes de
a) mesmo valor e mesmo sentido.
b) mesmo valor e sentidos contrários.
c) valores diferentes e sentidos contrários.
d) valores diferentes e mesmo sentido.
05-(ITA-SP) 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 i1 (conforme a figura). As condições que permitem que se anule o campo de indução magnética no centro da espira são, respectivamente,
a) (i1/i) = 2π e a corrente na espira no sentido horário.
b) (i1/i) = 2π e a corrente na espira no sentido anti-horário.
c) (i1/i) = π e a corrente na espira no sentido horário.
d) (i1/i) = π e a corrente na espira no sentido anti-horário.
e) (i1/i) = 2 e a corrente na espira no sentido horário.
06-(UFAC-AC) Uma espira circular de raio R é mantida próxima de um fio retilíneo muito grande percorrido por uma corrente if = 62,8 A, com o sentido indicado pela figura.
Qual a intensidade e o sentido da corrente ie que percorrerá a espira para que o campo magnético resultante no centro C da mesma seja nulo?
07-(Unicamp-SP) Um condutor homogêneo de resistência 8,0 Ω tem a forma de uma circunferência. Uma corrente I = 4,0 A chega por um fio retilíneo ao ponto A e sai pelo ponto B por outro fio retilíneo perpendicular, conforme a figura. As resistências dos fios retilíneos podem ser consideradas desprezíveis.
a) calcule a intensidade das correntes nos dois arcos de circunferência compreendidos entre A e B.
b) calcule o valor da intensidade do campo magnético B no centro O da circunferência.
08-(UF-BA) Duas espiras circulares, concêntricas e coplanares, de raios R1 e R2, sendo R1=0,4R2, são percorridas respectivamente
pelas correntes i1 e i2; O campo magnético resultante no centro da espira é nula. A razão entre as correntes i1 e i2 é igual a:
a) 0,4 b) 1,0 c) 2,0 d) 2,5 e) 4,0
09-(UEPB) Uma espira circular de raio R=0,1m e com centro no ponto C é percorrida por uma corrente i1, no sentido anti-horário. A espira está apoiada sobre um fio retilíneo longo que é percorrido por uma corrente i2, como indica a figura.
No entanto, não há contato elétrico entre o fio e a espira e, como os fios são muito finos, pode-se considerar como sendo R a distância entre o fio retilíneo e o centro da espira. Verifica-se que o campo magnético resultante no centro da espira é nulo. Para que isso ocorra, determine: Considere μ=4.10-7Tm/A e π=3
a) o sentido de i2
b) o valor da razão i2/i1
10-(UEL-PR) Um anel condutor de massa M e um ímã com o dobro de sua massa, encontram-se frente a frente e em repouso, em uma superfície em que pode ser desprezado o atrito do movimento do ímã e do anel. A face do pólo norte do ímã fica confrontando o plano do anel. Em um determinado instante, estabelece-se uma corrente no anel de tal forma que o seu sentido é anti-horário, visto por um observador posicionado além do pólo sul do imã sobre a reta que une o ímã e a espira.
Com base no texto, considere as afirmativas a seguir.
I. A força de repulsão sobre o ímã é de igual intensidade à força de repulsão sobre o anel.
II. A força de atração sobre o ímã é de igual intensidade à força de atração sobre o anel.
III. O módulo da aceleração do anel será o dobro do módulo da aceleração do ímã.
IV. O torque mecânico da espira cancela a energia magnética do ímã.
Estão corretas apenas as afirmativas:
11-CESESP-PE) Nos pontos internos de um longo solenoide percorrido por corrente elétrica contínua, as linhas de indução do campo magnético são:
a) radiais com origem no eixo do solenoide;
b) circunferências concêntricas
c) retas paralelas ao eixo do solenoide;
d) hélices cilíndricas;
e) não há linhas de indução pois o campo magnético é nulo no interior do solenoide.
12-(CESESP-PE) As espiras adjacentes de um solenoide no qual circula uma corrente elétrica:
a) repelem-se mutuamente;
b) atraem-se mutuamente;
c) não exercem nenhuma ação mútua;
d) possuem uma tensão induzida;
e) podem se atrair ou se repelir
13-(UnB-DF) A figura mostra um solenóide muito longo com seus terminais ligados aos pólos de uma bateria, como indicado.
Uma agulha magnética, dentro do solenoide e sobre o ponto médio do eixo XX’, orienta-se da seguinte forma:
14-(UFMS-MS) A figura a seguir representa um eletroímã e um pêndulo, cuja massa presa à extremidade é um pequeno imã.
Ao fechar a chave C, é correto afirmar que
a) o imã do pêndulo será repelido pelo eletroímã.
b) o imã do pêndulo será atraído pelo eletroímã.
c) o imã do pêndulo irá girar 180° em torno do fio que o suporta.
d) o polo sul do eletroímã estará à sua esquerda.
15-(UERJ-RJ) Considere a situação em que um menino enrola várias espiras de um fio condutor de
eletricidade ao redor de uma barra de ferro.
Leia, agora, as afirmações abaixo:
I – Se a barra for de material isolante, ela se comportará como um condutor.
II – Se a barra de ferro for um magneto, uma corrente elétrica circulará pelas espiras.
III – Se uma corrente elétrica circular pelas espiras, a barra de ferro se comportará como um isolante.
IV – Se uma corrente elétrica circular pelas espiras, a barra de ferro se comportará como um magneto.
A afirmativa que se aplica à situação descrita é a de número:
a) I b) II c) III d) IV
16-(UFTM-MG) A relação fenomenológica entre correntes elétricas e campos magnéticos se constitui numa das bases principais de toda a tecnologia contemporânea. Sobre esse tema, julgue as afirmativas.
00. Conectando-se uma pilha a um solenóide, surgirá em torno deste um campo magnético semelhante ao campo gerado por um imã permanente.
01. Se no interior de um solenóide houver um imã permanente, haverá o aparecimento de uma corrente. Como a intensidade do campo do imã permanente é constante, a corrente também não variará com o tempo.
02. Somente haverá o aparecimento de um campo magnético nas imediações de um solenóide se este for alimentado por uma corrente alternada.
17-(UFG-GO) Um fio fino, encapado ou esmaltado, é enrolado em uma haste de ferro. O fio é ligado aos polos de uma pilha, como mostrado na figura.
a- Por que a haste passa a atrair pequenos objetos de ferro ou aço (alfinetes, clipes, pequenos pregos etc.)?
b- Aproximando-se uma bússola dessa haste, qual extremidade ela indicará, como sendo o polo norte?
c- Qual a mudança que ocorre ao se inverter a pilha? (inverter os polos)?
18-(UNIUBE-MG) – Um parafuso muito pequeno, feito de metal, caiu num solo empoeirado e você não conseguiu mais encontrá-lo. Você dispunha de uma pilha, um pedaço de fio e um prego. Dispondo destes três objetos, você construiu um dispositivo que, ao passar pelo solo, capturou o parafuso. Este dispositivo foi assim montado:
a) amarrou-se em uma das extremidades do fio, o prego e, na outra, a pilha, criando-se um eletroímã que atraiu o parafuso.
b) ligou-se a pilha nas extremidades do prego e, pendurando o prego pelo fio, atraiu-se o parafuso.
c) enrolou-se o fio no prego e ligou-se a pilha nas extremidades do fio, formando um eletroímã que, ao passar pelo solo, atraiu o parafuso.
d) enrolou-se o fio na pilha e, empurrando a pilha com o prego sobre o solo, atraiu-se o parafuso.
19-(UNIFOR-CE) Considere as afirmações sobre o campo magnético no interior de um solenóide.
I. O módulo desse campo é proporcional ao número de espiras por unidade de comprimento do solenoide.
II. A intensidade desse campo diminui quando se introduz uma barra de ferro no seu interior.
III. O módulo desse campo é proporcional à intensidade da corrente elétrica que percorre o solenoide.
Está correto SOMENTE o que se afirma em:
20-(UFSCAR-SP) A figura representa um solenoide, sem núcleo, fixo a uma mesa horizontal. Em frente a esse solenoide está colocado um ímã preso a um carrinho que se pode mover facilmente sobre essa mesa, em qualquer direção. Estando o carrinho em repouso, o solenóide é ligado a uma fonte de tensão e passa a ser percorrido por uma corrente contínua cujo sentido está indicado pelas setas na figura. Assim, é gerado no solenoide um campo magnético que atua sobre o ímã e tende a mover o carrinho:
a) aproximando-o do solenoide.
b) afastando-o do solenoide.
c) de forma oscilante, aproximando-o e afastando-o do solenoide.
d) lateralmente, para dentro do plano da figura.
e) lateralmente, para fora do plano da figura.
21-(PUC-SP) 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 polos de um gerador, que, no caso, são duas pilhas idênticas, associadas em série.
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 polo 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 as 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
22-(UNIFESP-SP) A figura representa uma bateria, de força eletromotriz E e resistência interna r = 5,0Ω, ligada a um solenoide de 200 espiras. Sabe-se que o amperímetro marca 200 mA e o voltímetro marca 8,0 V, ambos supostos ideais.
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 solenoide?
Dados: μo =4π .10-7 T.m/A;
B = μo (N/L) i (módulo do campo magnético no interior de um solenóide)
23-(UNICAMP-SP) Um solenóide ideal, de comprimento 50 cm e raio 1,5 cm, contém 2000 espiras e é percorrido por uma corrente de 3,0A.
O campo de indução magnética é paralelo ao eixo do solenóide e sua intensidade B é dada por: B = 
n I , onde n é o número de espiras por unidade de comprimento e I é a corrente. Sendo μo= 4π.10-7Tm/A:
a) qual é o valor de B ao longo do eixo do solenoide?
b) qual é a aceleração de um elétron lançado no interior do solenoide, paralelamente ao eixo?
Justifique.
24-(UFV–MG) A figura ilustra a vista superior de uma montagem experimental disposta sobre uma mesa sem atrito, em uma situação de equilíbrio estático. Nesta montagem, uma bobina está posicionada entre as extremidades de duas barras, AB e NS, sendo pelo menos esta última imantada. A extremidade de polaridade norte (N) da barra NS atrai a extremidade A da barra AB, enquanto as outras extremidades de S e B, são repelidas pela bobina.
Sabendo-se que o comprimento e o diâmetro da bobina são pequenos, comparados com qualquer dimensão das barras, pode-se afirmar que, das possibilidades a seguir, a que pode configurar a situação de equilíbrio descrita é:
a) a barra AB não está imantada e nenhuma corrente flui na bobina.
b) a barra AB não está imantada e flui na bobina corrente contínua do ponto 1 para o ponto 2.
c) a barra AB não está imantada e flui na bobina corrente contínua do ponto 2 para o ponto 1.
d) a barra AB está imantada e flui na bobina corrente contínua do ponto 2 para o ponto 1.
e) a barra AB está imantada e flui na bobina corrente contínua do ponto 1 para o ponto 2.
25-(UFMG) Na figura, estão representadas: uma bobina (fio enrolado em torno de um tubo de plástico) ligada em série com um resistor de resistência R e uma bateria. Próximo à bobina, está colocado um ímã, com os polos norte (N) e sul (S) na posição indicada. O ímã e a bobina estão fixos nas posições mostradas na figura.
Com base nessas informações, é correto afirmar que:
a) a bobina não exerce força sobre o ímã.
b) a força exercida pela bobina sobre o ímã diminui quando se aumenta a resistência R.
c) a força exercida pela bobina sobre o ímã é diferente da força exercida pelo ímã sobre a bobina.
d) o ímã é repelido pela bobina.
26-(FUVEST-SP)
Para estimar a intensidade de um campo magnético Bo, 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 M1 = 0,008 kg, no meio do segmento P3 – P4, para restabelecer o equilíbrio e manter o fio na posição horizontal.
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 Bo, 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.
27-(UEPG-PR)
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.
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.
28-(ITA-SP)
Uma corrente I flui em quatro das arestas do cubo da figura (a) e produz no seu centro um campo magnético de magnitude B na direção y, cuja representação no sistema de coordenadas é (0, B, 0). Considerando um outro cubo (figura (b)) pelo qual uma
corrente de mesma magnitude I flui através do caminho indicado, podemos afirmar que o campo magnético no centro desse cubo será dado por
a) (– B, – B, – B).
b) (– B, B, B).
c) (B, B, B).
d) (0, 0, B).
e) (0, 0, 0).
29-(UNICAMP-SP)
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 
no interior de uma bobina pode ser calculado pela expressão B = μoni, na qual i e a corrente que circula na bobina, n e o número de espiras por unidade de comprimento e μo ==1,3.10-6 Tm/A. Calcule B no interior de uma bobina de 25000 espiras, com comprimento L = 0,65 m, pela qual circula uma corrente i = 80 A.
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. a) Quando o material é resfriado até uma temperatura T < Tc, surge sobre o ímã uma força magnética
. Suponha que 
tem a
mesma direção e sentido oposto ao da força peso 
do ímã, e que, inicialmente, o imã sobe com aceleração constante de módulo aR = 0,5 m/s2, por uma distância d = 2,0 mm , como ilustrado na figura abaixo. Calcule o trabalho realizado por 
ao longo do deslocamento do ímã.
30-(UFBA-BA)
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 solenóide com 300 espiras por unidade de comprimento, dentro do qual coloca uma pequena bússola. O solenóide 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 solenóide. 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:
μo= 1,26.10-6T.m/A; sen 62º = 0,88; cos 62º = 0,47 e tg 62º = 1,87.
31-(FMABC-SP)
Considere um solenoide de 25cm de comprimento e 500 espiras idênticas. O interior do solenoide é o vácuo, cuja permeabilidade
magnética vale μo=4π.10-7Tm/A, e as espiras tem raio de 15mm. Nestas condições, o valor aproximado da indutância (L), em mH, vale
Adote π=3
