Eletromagnetismo – 2020

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Imãs – Força Magnética – Campo Magnético

01- (ESCOLA TÉCNICA ESTADUAL – ETEC – SP – 2020)

Leia as afirmações e a imagem.

• Todo ímã possui dois polos magnéticos, conhecidos como norte e sul.

• Nos ímãs, as linhas de campo magnético saem do polo norte, circundam externamente o ímã e entram no polo sul.

• Quando dois ímãs são aproximados, os polos de nomes diferentes se atraem enquanto que os polos de nomes iguais se repelem.

• A agulha de uma bússola é um ímã. A ponta dessa agulha corresponde ao polo norte desse ímã.

• O interior do planeta Terra pode ser comparado a um grande ímã, mantendo um forte campo magnético em torno do planeta.

• O Polo Norte Geográfico se encontra no hemisfério do planeta que abriga o Polo Sul Magnético. Do mesmo modo, o Polo Sul Geográfico se encontra no hemisfério do planeta que abriga o Polo Norte Magnético.

Considerando cada afirmações e tendo como referência a posição do planeta na imagem apresentada, o ímã que poderia substituir o interior da Terra é

Veja informações abaixo:

Analise na figura abaixo as linhas de indução do campo magnético terrestre e observe que a agulha magnética de uma bússola tem a propriedade de se alinhar de acordo com as linhas do campo geomagnético.

Analisando a figura onde estão representadas estas linhas, observe que o polo sul do ponteiro das bússolas aponta para o polo Sul geográfico, porque o Norte geográfico corresponde ao Sul magnético.

R- B

02- (UFPR – PR – 2020).

A respeito de campos magnéticos, considere as seguintes afirmativas:

1. A Terra tem um campo magnético.

2. Correntes elétricas produzem campos magnéticos.

3. Quando polos de mesmo nome pertencentes a dois ímãs diferentes são aproximados, eles se repelem.

4. Uma carga elétrica com velocidade nula sob a ação de um campo magnético não sente a ação de nenhuma força magnética.

Assinale a alternativa correta.

a) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.

b) Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras.

c) Somente as afirmativas 1, 3 e 4 são verdadeiras.

d) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.

e) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.

1. Correta :

A Terra se comporta como um grande imã onde o polo Sul magnético está aproximadamente localizado no polo Norte geográfico e vice versa.

2. Correta :

Campo magnético originado por um condutor retilíneo extenso percorrido por corrente elétrica

3. Correta :

Atração e repulsão entre os polos de imãs

4. Correta :

Carga em repouso (V = 0) ou lançada com velocidade paralelamente às linhas de indução de um campo magnético uniforme 

R- A

03- (Universidade Estadual de Ciências da Saúde de Alagoas – UNCISAL – 2020)

O entendimento das causas ou efeitos dos movimentos de partículas na presença de um campo magnético é importante para a compreensão dos fenômenos magnéticos que estão

presentes em diversos dispositivos que fazem parte do nosso cotidiano, como motores elétricos, fornos, impressoras, entre outros.

A figura a seguir ilustra a situação em que um feixe de elétrons descreve uma trajetória circular no plano xOy, no sentido anti-horário, devido à ação de um campo magnético B.

Os elétrons, gerados no filamento, têm velocidade v, em módulo.

Considere a existência do eixo z com direção perpendicular ao plano xOy e com sentido positivo saindo da folha.

Na situação apresentada, o campo magnético B tem direção

A. z e sentido negativo.

B. z e sentido positivo.

C. x e sentido positivo.

D. x e sentido negativo.

E. y e sentido positivo

Carga elétrica q lançada com velocidade  lançada perpendicularmente às linhas de indução de um campo magnético uniforme

No caso do exercício a força magnética está invertida porque a carga q é negativa e, então o campo magnético B está saindo da folha com z positivo.

R- B

04- (UNICAMP – SP – segunda fase – 2020)

Julho de 2019 marcou o cinquentenário da chegada do homem à Lua com a missão Apollo 11.

As caminhadas dos astronautas em solo lunar, com seus demorados saltos, são imagens

emblemáticas dessa aventura humana.

b) A espectrometria de massas é uma técnica que pode ser usada na identificação de moléculas da

atmosfera e do solo lunar.

A figura abaixo mostra a trajetória (no plano do papel) de uma determinada molécula ionizada

a)

Queda livre vertical

Corpo abandonado de certa altura h do solo

b)

Veja teoria abaixo

05- (Universidade Estadual do Centro-Oeste – UNICENTRO – PR – 2020)

Um elétron penetra com velocidade horizontal em um campo magnético de indução vertical e

uniforme.

Com base nessa informação, pode-se concluir que a trajetória do elétron é

A) circular.

B) hiperbólica. .

C) parabólica.

D) retilínea.

E) elíptica.

Se o elétron penetra velocidade horizontal no campo magnético de indução vertical e uniforme, e são perpendiculares formando entre si um ângulo de 90 o obedecem às características abaixo:

Carga elétrica q lançada com velocidade  lançada perpendicularmente às linhas de indução de um campo magnético uniforme

Portanto, a trajetória do elétron é circular.

R- A

06- Universidade Federal de Uberlândia – UFU – MG – meio do ano – 2019/2020

Além de poderem ser observados em pequenos objetos e máquinas construídas pelo homem, os campos magnéticos também estão presentes em escala astronômica.

As estrelas, como o Sol, produzem intensos campos, criando ao seu redor o que se chama de magnetosfera. [….]

Existem objetos estelares capazes de produzir campos magnéticos absurdamente altos, como o que ocorre nos pulsares – restos mortais de estrelas gigantes, constituídos apenas por nêutrons. São campos magnéticos na ordem de 100 milhões de Tesla! Perto deles, o campo magnético produzido pela Terra é quase nada: sua intensidade está na ordem de 0,0001 Tesla, bem menor do que a do ímã de geladeira.

Mesmo assim, o campo magnético terrestre é de fundamental importância para o desenvolvimento da vida por aqui. O fato de o planeta possuir um campo magnético impede que partículas com alta energia, vindas do espaço interestelar ou do próprio Sol, atinjam a superfície terrestre, o que poderia ser prejudicial a diversas formas de vida, inclusive a nossa. http://cienciahoje.org.br/coluna/da-geladeira-ao-espaco-sideral/. Acesso em 02.mar.2019. (Adaptado)

A respeito do magnetismo terrestre, são feitas as seguintes afirmações.

I. As partículas com alta energia, vindas do espaço interestelar ou do próprio Sol, citadas no texto, quando eletrizadas e sob a ação do campo magnético terrestre, são responsáveis pela formação das auroras polares.

II. As bússolas são pequenos imãs que, quando livres, alinham-se com o campo magnético terrestre citado no texto e se posicionam aproximadamente na direção Norte-Sul do planeta.

III. O campo magnético terrestre, apesar de baixa intensidade, como citado no texto, possui módulo, direção e sentido constantes em todos os pontos da superfície da Terra, fato esse que possibilita seu uso na orientação de viajantes em qualquer posição do planeta.

Em relação às afirmações acima, marque V para as verdadeiras e F para as falsas e assinale a alternativa correta.

A) I – F; II – V; III – V.

B) I – V; II – V; III – F.

C) I – V; II – F; III – V.

D) I – F; II – F; III – F.

I- Verdadeira

Aurora polar – Trata-se de um fenômeno luminoso gerado nas camadas mais elevadas da atmosfera (400 a 800 quilômetros de altura) e observado com maior freqüência nas regiões próximas aos polos do planeta. No Polo Norte, chama-se aurora boreal; no Sul, austral.

Essas auroras ocorrem quando partículas elétricas (fótons e elétrons) provenientes do Sol chegam às vizinhanças da Terra e são atraídas por seu campo magnético. Ao alcançarem a atmosfera, essas partículas se chocam com os átomos de oxigênio e nitrogênio – num processo semelhante à ionização (eletrificação) de gases que faz acender o tubo de uma lâmpada fluorescente.

II- Verdadeira

A Terra se comporta como um grande imã onde o polo Sul magnético está aproximadamente localizado no polo Norte geográfico e vice versa.

Se você pendurar um imã em forma de barra pelo seu centro ou observar a agulha magnética de uma bússola você verá que seus polos ficam sempre alinhados na direção norte-sul.

O polo que indicar o polo norte geográfico recebe o nome de polo norte e estará indicando o polo sul magnético da Terra.

O polo que indicar o polo sul geográfico recebe o nome de polo sul e estará indicando o polo norte magnético da Terra. Tudo isso ocorre porque polos de nomes opostos se atraem

III- Falsa

Analise na figura abaixo as linhas de indução do campo magnético terrestre e observe que a agulha magnética de uma bússola (indicação do campo magnético terrestre) tem a propriedade de se alinhar de acordo com as linhas do campo geomagnético.

Observe na figura acima que o campo magnético terrestre, em cada ponto é tangente às linhas de indução, variando em direção e sentido e aumentando em módulo à medida que se aproxima dos polos.

R- B

07- (PUC – SP- 2020)

Uma partícula negativa de massa m e carga de módulo igual a q parte do repouso e descreve uma trajetória retilínea, sob ação exclusiva de um campo elétrico uniforme, produzido por uma diferença de potencial igual a U.

Num dado ponto da trajetória cessa a ação do campo elétrico e passa a atuar sobre a partícula apenas um campo magnético uniforme de intensidade B, fazendo-a descrever uma semicircunferência de raio r.

A expressão algébrica que permite calcular a intensidade do campo magnético (B) é a contida na alternativa:

A) B = 2.U.m.q-1.r-1

B) B = r.(2.U.m.q)-1/2

C) B = r-1.(2.U.m.q-1)-1/2

D) B = 2.U.m.q.r

Se você não domina a teoria, ela está a seguir:

Carga elétrica q lançada com velocidade  lançada perpendicularmente às linhas de indução de um campo magnético uniforme

R- C

08- (PUCCAMP – SP – 2020)

A figura mostra a região entre duas placas planas, paralelas e eletrizadas com cargas de sinais opostos, que produzem, nessa região, um campo elétrico uniforme, com direção perpendicular aos planos das placas e sentido da placa positiva para a placa negativa.

Nessa região, existe também um campo magnético uniforme.

Uma partícula eletrizada com carga elétrica positiva foi lançada entre essas placas com velocidade de direção perpendicular ao campo elétrico, com sentido da esquerda para a direita.

Considerando desprezível a ação do campo gravitacional, para que a partícula mantenha um movimento retilíneo e uniforme na região entre as placas, o campo magnético deve ter direção

(A) paralela à do campo elétrico, mas com sentido oposto.

(B) paralela à da velocidade da partícula, com o mesmo sentido.

(C) paralela à da velocidade da partícula, mas com sentido oposto.

(D) perpendicular ao plano da figura, com sentido para fora da folha.

(E) perpendicular ao plano da figura, com sentido para dentro da folha.

A partícula com carga positiva seria desviada para baixo repelida pela placa positiva e atraída pela negativa com uma força elétrica Fe vertical e para baixo.

Para que ela siga em linha reta tem que surgir uma força magnética Fm vertical e para cima que anule a força elétrica vertical e para cima fornecida pela regra da mão esquerda cujas características estão fornecidas abaixo.

Força magnética sobre uma carga móvel imersa num campo magnético

Pela regra da mão esquerda para que a força magnética tenha direção vertical e sentido para cima o campo magnético deve ser perpendicular ao plano da figura, com sentido para dentro da folha.

R- E

09- (PUCPR – MEDICINA – 2020)

Um experimento é desenvolvido com o intuito de se analisar os efeitos dos campos elétrico e magnético sobre uma carga elétrica de massa .

O experimento consiste de três etapas.

1ª etapa: A carga negativa é acelerada a partir do repouso no trecho de A até B por uma diferença de potencial .

Ao atingir o ponto B com velocidade  a , carga é lançada horizontalmente e a diferença de potencial deixa de existir.

2ª etapa: Por um trecho livre de influência elétrica ou magnética, a carga se desloca entre os pontos B e C.

3ª etapa: Ao atingir o ponto C, um campo magnético  constante de direção perpendicular ao plano vertical (plano do papel) é acionado, fazendo com que a carga negativa execute um movimento circular uniforme no sentido anti-horário de raio .

De acordo com as variáveis apresentadas na descrição do experimento, qual é a opção que representa o módulo para o valor do raio  a que a carga fica sujeita na 3ª etapa?

Despreze qualquer tipo de atrito e a influência da gravidade.

Sai do ponto B com velocidade V e por um trecho livre de influência elétrica ou magnética, a carga se desloca entre os pontos B e C, chegando a C com velocidade V, onde penetra perpendicularmente num campo elétrico uniforme B com essa velocidade.

A partir daí ela executa um movimento circular uniforme de acordo com as informações abaixo.

Carga elétrica q lançada com velocidade  lançada perpendicularmente às linhas de indução de um campo magnético uniforme

R- B

10- (PUC – Rio – 2020)

Um próton, com carga elétrica +e e velocidade inicial em módulo v viajando no vácuo, entra em uma região onde há um campo magnético de módulo B e um campo elétrico

de módulo E, ambos constantes, e perpendiculares entre si.

Considere as seguintes afirmações sobre o próton após entrar nessa região:

I – O campo elétrico causa no próton uma força de módulo igual a eE.

II – O campo magnético causa no próton uma força de módulo igual a evB.

III – O movimento do próton é retilíneo se o campo magnético estiver na mesma direção da velocidade inicial do próton.

Marque a única opção CORRETA:

(A) Todas as afirmações são verdadeiras.

(B) Somente as afirmações I e II são verdadeiras.

(C) Somente as afirmações I e III são verdadeiras.

(D) Somente a afirmação I é verdadeira.

(E) Somente a afirmação III é verdadeira.

I. Correta

Características do Vetor Campo Elétrico

II. Falta

Força magnética

III. Falta

R- D

11- (FUVEST- SP- 2020 – Segunda Fase)

Em um ambiente do qual se retirou praticamente todo o ar, as placas de um capacitor estão arranjadas paralelamente e carregadas com cargas de mesma magnitude Q e sinais contrários, produzindo, na região entre as placas, um campo elétrico que pode ser considerado uniforme, com módulo igual a 106 V/m.

Uma partícula carregada negativamente, com carga de módulo igual a 10-9 C é lançada com velocidade de módulo Vo = 100 m/s ao longo da linha que passa exatamente pelo centro da região entre as placas, como mostrado na figura.

A distância d entre as placas é igual a 1 mm.

Despreze os efeitos gravitacionais.

a) Aponte, entre as trajetórias 1 e 2 mostradas na figura, aquela que mais se aproxima do movimento da partícula na região entre as placas.

b) Sabendo que a massa da partícula é igual a 10 μg, determine a que distância horizontal x a partícula atingirá uma das placas, supondo que elas sejam suficientemente longas.

c) Quais seriam o sentido e o módulo de um eventual campo magnético a ser aplicado na região entre as placas, perpendicularmente ao plano da página, para que a partícula, em vez de seguir uma trajetória curva, permaneça movendo-se na mesma direção e no mesmo sentido com que foi lançada?

a) A partícula que é lançada ao longo da linha que passa exatamente pelo centro da região entre as placas tem carga negativa e como cargas de mesmo sinal se repelem e de sinais opostos se atraem

ela é atraída pela placa positiva (cima) e, ao mesmo tempo repelida pela placa negativa (baixo) recebendo uma força elétrica para cima e se deslocando conforme a trajetória 1.

b) O movimento da carga elétrica de módulo q entre as placas deve ser decomposto em duas direções: vertical v e horizontal h.

Força magnética sobre uma carga móvel imersa num campo magnético

 Quando uma carga elétrica que se move com velocidade  no interior de um campo magnético  

sobre ela surge uma força de origem magnética  ( denominada força de Lorentz), com as seguintes características:

 Direção e sentido de   fornecidos pela regra da mão esquerda conforme mostrado na

figura acima.

Observe na figura da direita que  é perpendicular a  e a , o que impõe a condição de que  e devem pertencer a um mesmo plano.

Observe também que θ é o ângulo entre  e .

Observação: Se q for negativa você deve inverter o sentido da força magnética 

Veja a aplicação da regra da mão esquerda na sequência de figuras abaixo onde, na aplicação

da mão esquerda o sentido da força foi invertido, pois q é negativa.

No cálculo do módulo do campo magnético você deve saber que Fe = 10-3 N (calculado em b) e que Fm = Fe = 10-3 N (devem se anular).

São dados: Fm = 10-3 N; q = 10-9 C; V = 100 = 102 m/s; = 90o (sen90o = 1) e B = ?

Fm = q.V.B.sen 10-3 = 10-9. 102.B.1 B = B = 104 T

O campo magnético deve ser vertical, entrando na figura e ter intensidade (módulo)

B = 104T.

12- (Faculdade de Medicina de Jundiaí – FMJ –SP – 2020)

No interior de um equipamento há um campo magnético de intensidade constante, direção vertical e sentido para cima.

Quando um próton, com velocidade horizontal v, penetra nesse equipamento, descreve uma trajetória circular e se choca com um anteparo no ponto Y.

Admita que, ao invés de um próton, seja lançada no equipamento, com a mesma velocidade do próton, uma partícula alfa, constituída por dois prótons e dois nêutrons.

Considerando-se a massa do nêutron igual à massa do próton, para que a partícula alfa atinja o anteparo no ponto Y, o sentido do campo magnético no interior do equipamento deve ser

(A) mantido e sua intensidade multiplicada por dois.

(B) invertido e sua intensidade multiplicada por quatro.

(C) invertido e sua intensidade dividida por dois.

(D) mantido e sua intensidade multiplicada por quatro.

(E) mantido e sua intensidade dividida por quatro.

Carga elétrica q lançada com velocidade  lançada perpendicularmente às linhas de indução de um campo magnético uniforme

Se o deslocamento do próton (carga positiva) no interior do campo magnético é no sentido horário, para que o da partícula alfa (também positiva, carga de dois prótons) seja também no sentido horário o sentido do campo magnético deve ser mantido. Só seria invertido se a carga da partícula alfa fosse negativa.

R- A

13- (ACAFE – Associação Catarinense das Fundações Educacionais –Medicina – 2020).

Um mágico utiliza três caixas idênticas (figura abaixo) para realizar um truque em que adivinha em qual das caixas está uma bola de ferro comum.

Para isso, coloca a mão sobre as caixas e, depois de toda encenação, adivinha a caixa certa.

O truque é simples. Ele tem escondido na sua luva um ímã que atrai a bola de metal ao se aproximar dela.

Com a sensação da força de atração em sua mão, ele adivinha a caixa em que a bola está.

Com base no exposto, assinale a alternativa que completa, corretamente, as lacunas da frase a seguir.

A força entre o ímã e a bola de metal, sentida pelo mágico, é de origem __________ e a sua intensidade depende, dentre outras coisas, da ____________.

Se invertermos os polos do ímã que está na mão do mágico, a força entre o ímã e a bola de metal ____________.

A elétrica – da força normal – não se altera.

B magnética – distância entre eles – não se altera

C elétrica – distância entre eles – diminui.

D magnética – da força normal – diminui.

Imã atrai ferro independente da polaridade e essa força de atração é a força magnética.

Essa força de atração entre imã e ferro (par ação e reação) depende da intensidade do campo magnético criado pelo imã e é claro da distância entre o imã e o ferro, quanto mais afastados menor é a intensidade dessa força de atração.

R- B

14- (AFA-2020)

Uma partícula de massa 1 g eletrizada com carga igual a – 4 mC encontra-se inicialmente em repouso imersa num campo elétricovertical e num campo magnético horizontal, ambos uniformes e constantes.

As intensidades dee são, respectivamente, 2 V/m e 1T.

Devido exclusivamente à ação das forças elétrica e magnética, a partícula descreverá um movimento que resulta numa trajetória cicloidal no plano xz, conforme ilustrado na figura abaixo.

Sabendo-se que a projeção deste movimento da partícula na direção do eixo oz resulta num movimento harmônico simples, pode-se concluir que a altura máxima H atingida pela partícula vale, em cm,

Trajetória cicloidal

Trabalho da força elétrica num campo elétrico uniforme

No campo magnético que é horizontal e uniforme a velocidade da carga é perpendicular a e então ela efetua um movimento circular uniforme com as características abaixo.

Carga elétrica q lançada com velocidade  lançada perpendicularmente às linhas de indução de um campo magnético uniforme.

15- (Escola Bahiana de Medicina e Saúde Pública – 2020)

Um grupo de cientistas dos EUA criou o primeiro ‘ímã líquido’.

Ao combinar as propriedades de um líquido com as propriedades magnéticas, as possíveis aplicações são inúmeras.

As gotas líquidas magnéticas podem ser guiadas por meio de ímãs externos – o que permitiria “guiar”, do lado de fora, medicamentos dentro do corpo humano.

Esse procedimento permitiria combater melhor doenças específicas – como o câncer, por exemplo.

Disponível em: <https://g1.globo.com/ciencia-e-saude>. Acesso: set. 2019. Adaptado.

Considerando-se as informações e os conhecimentos sobre Eletromagnetismo, é correto afirmar:

A) Partículas paradas, dotadas de carga elétrica, são fontes de campos magnéticos.

B) A intensidade da atração ou da repulsão, dos polos magnéticos de dois ímãs independe da distância dos mesmos.

C) É possível separar os polos magnéticos de um ímã permanente quebrando-o em duas partes, de maneira que cada parte fique com, apenas, um polo magnético.

D) As linhas de campo magnético geradas por ímãs começam no polo sul e terminam no polo norte.

E) Ímãs permanentes mantêm sua magnetização mesmo na ausência de campo magnético externo, mas suas propriedades magnéticas podem sofrer alterações quando aquecidos.

A. Falsa só surge campo magnético se a carga elétrica estiver em movimento.

B. Falsa polos de mesmo nome se repelem e de nomes opostos se atraem com forças que dependes das distâncias entre eles, mais próximos maiores forças de atração ou de repulsão.

C. Falsa

Inseparabilidade dos polos magnéticos

 Se você quebrar um imã e em seguida continuar dividindo os imãs resultantes, você observará que cada pedaço partido continuará sendo um novo imã com dois polos, Norte e Sul de maneira que cada pedaço atraia o outro. Não existem polos isolados.

D. Falsa As linhas de campo magnético geradas por ímãs começam no polo Norte e terminam no polo Sul.

E. Verdadeira

R- E

R- C

 

16- (ENEM-MEC-019)

O espectrômetro de massa de tempo de voo é um dispositivo utilizado para medir a massa de íons. Nele, um íon de carga elétrica q é lançado em uma região de campo magnético constante B, descrevendo uma trajetória helicoidal, conforme a figura.

Essa trajetória é formada pela composição de um movimento circular uniforme no plano yz e uma translação ao longo do eixo x.

A vantagem desse dispositivo é que a velocidade angular do movimento helicoidal do íon é independente de sua velocidade inicial.

O dispositivo então mede o tempo t de voo para N voltas do íon. Logo, com base nos valores q, B, N e t, pode-se determinar a massa do íon. A massa do íon medida por esse dispositivo será

Se você não domina a teoria ela está a seguir:

Carga q lançada obliquamente no interior de um campo magnético uniforme

Analisando o exercício com base apenas na componente paralela ao movimento que produz um movimento circular uniforme como resumo fornecido abaixo:

Carga elétrica q lançada com velocidade  lançada perpendicularmente às linhas de indução de um campo magnético uniforme

Observe que, neste caso o ângulo entre  e  é 90o (são perpendiculares) e que sen90o = 1.

R- A

17- (Faculdade de Medicina do ABC – FMABC – SP – 2020)

Duas partículas, X e Y, eletricamente carregadas com carga positiva, são lançadas, separadamente e com a mesma velocidade, em uma região onde existe um campo magnético uniforme.

A força de origem magnética que atua sobre a partícula X é o dobro da que atua sobre a partícula Y, e as partículas descrevem trajetórias circulares tais que o raio da trajetória da partícula X é o dobro do raio da trajetória da partícula Y.

Carga elétrica q lançada com velocidade  lançada perpendicularmente às linhas de indução de um campo magnético uniforme

R- B

Campo Magnético originado por um fio condutor retilíneo

18- (UNIFESP – SP – 2020)

A figura representa uma balança eletromagnética utilizada para determinar a massa M do objeto preso a ela.

Essa balança é constituída por um gerador ideal cuja tensão U pode ser ajustada, por um resistor ôhmico de resistência R = 40 Ω e por uma barra condutora AC, de massa e resistência elétrica desprezíveis, conectada ao gerador por fios ideais.

A barra AC mede 50 cm e está totalmente imersa em um campo magnético uniforme de intensidade B = 1,6 T, perpendicular à barra e ao plano desta folha e apontado para dentro dela.

O objeto, cuja massa pretende-se determinar, está preso por um fio isolante e de massa desprezível no centro da barra AC.

Adotando g = 10 e considerando que, para manter o objeto preso à balança em repouso, será necessário ajustar a tensão do gerador para U = 200 V, calcule, quando a balança estiver em funcionamento,

a) a diferença de potencial, em V, nos terminais do resistor de 40 Ω e a potência dissipada por ele, em W.

b) a intensidade da corrente elétrica, em ampères, que atravessa a barra AC e a massa M, em kg, do objeto preso a balança.

a) Como, pelo enunciado a barra AC tem resistência elétrica desprezível ela se comporta como um fio ideal conforme você pode observar nas figuras abaixo.

Força Magnética sobre um condutor retilíneo imerso num campo magnético uniforme

Utilizando a regra da mão esquerda sobre a barra você verifica que a força magnética que age sobre ela tem direção vertical e sentido para cima.

Sendo desprezível a massa da barra apenas o peso do corpo de massa M age sobre ela e tem direção vertical e para baixo.

19- (Universidade Estadual do Centro-Oeste – UNICENTRO – PR – 2020)

Um fio retilíneo e longo transporta uma corrente elétrica de intensidade i = 2,0 A.

A) 1,3

B) 1,2

C) 1,1

D) 1,0

E) 0,5

Intensidade do campo magnético 

R- D

20- Colégio Naval (CPACN) – 2019/2020

Em 1820, o físico dinamarquês Oersted montou um experimento que consistia em um circuito

elétrico simples constituído por uma bateria, fios de cobre e uma chave que permitia a ele abrir ou fechar o circuito.

Tendo colocado próximo a um trecho retilíneo do circuito algumas bússolas, notou que, ao fechar o circuito, as bússolas ali colocadas sofreram uma deflexão, o que permitiu a ele concluir que:

(A) ao quebrar um ímã em pedacinhos, cada pedacinho será um novo ímã com polos norte e sul magnéticos.

(B) o elétron apresenta carga elétrica negativa e o próton positiva.

(C) a Terra apresenta polos magnéticos norte e sul.

(D) corrente elétrica gera campo magnético.

(E) corrente elétrica gera campo elétrico.

Campo magnético originado por um condutor retilíneo extenso percorrido por corrente elétrica

 

Na figura 2, o fio condutor está colocado perpendicularmente à folha a esta folha de papel.

O sentido do campo depende do sentido da corrente no fio. A agulha da bússola se alinha com esse campo.

A agulha da bússola é pequeno imã com polos Norte e Sul e, como todas as bússolas ali colocadas sofreram uma (mesma) deflexão você pode concluir que ao quebrar um ímã em pedacinhos, cada pedacinho será um novo ímã com polos norte e sul magnéticos.

R – A

Observação: a alternativa D também pode estar correta, pois um fio percorrido por corrente elétrica origina ao seu redor um campo magnético que provoca a deflexão da agulha magnética

Fluxo eletromagnético, corrente elétrica induzida e força eletromotriz induzida

21- ESCOLA NAVAL – CPAEN – 22019/2020

Cada uma das figuras acima mostra uma bobina de 200 espiras e um ímã cujos polos estão alinhados com o eixo central da bobina. Sendo assim, assinale a opção correta.

  1. Se na figura 1 o ímã se aproximar da bobina, surgirá uma corrente elétrica induzida na bobina e terá o sentido B.

  2. Se na figura 2 o ímã se afastar da bobina, surgirá uma corrente elétrica induzida na bobina e terá o sentido B.

  3. Se na figura 1 o ímã se aproximar ou se afastar da bobina, surgirá uma corrente elétrica na bobiba e terá o sentido B.

  4. Se na figura 2 a bobina se aproximar do ímã, surgirá uma corrente elétrica induzida na bobina e terá o sentido de B.

  5. O movimento do ímã não pode induzir a corrente elétrica na bobina. Só surgirá corrente elétrica na bobina se ela estiver ligada a uma fonte de energia elétrica.

  6. Para este exercício é necessário recorrer à Lei de Lenz, resumida na figura abaixo.

  8. As linhas de campos de um ímã podem ser obtida utilizando o conceito abaixo.

  10. Através da regra da mão direita, podemos determinar o sentido da corrente induzida de acordo com o sentido das linhas de campo que atravessam o interior da espira conforme a imagem abaixo.

  12. Vale ressaltar que o movimento necessário para induzir a corrente na espira pode se dar de forma relativa, ou seja, tanto faz se é o ímã ou a espira quem se aproxima ou se afasta, importando apenas o movimento relativo entre os dois.

  14. Se na figura 2 a bobina se aproximar do ímã, surgirá uma corrente elétrica induzida na bobina e terá o sentido de B, conforme a regra da mão direita.

  15. Logo, a alternativa correta é a D.

22- (Universidade Estadual de Ponta Grossa – UEPG – PR – 2020)

  3. Em relação aos fenômenos elétricos e magnéticos, assinale o que for correto.
  4. 01) Nos transformadores elétricos, a potência elétrica fornecida pela bobina primária pode ser amplificada na bobina secundária se o enrolamento desta última tiver mais espiras do que a bobina primária.
  5. 02) As linhas representando o campo magnético de um imã são sempre linhas fechadas.
  6. 04) Uma carga elétrica em movimento na presença de um campo magnético sempre sofrerá o efeito de uma força magnética.
  7. 08) O fenômeno da indução eletromagnética torna possível transformar energia mecânica em energia elétrica.
  9. 01- Falsa
  10. Pelo Princípio da Conservação da Energia não pode haver aumento da energia consumida , assim a potência fornecida ao primário é a mesma do secundário  P1 = P2
  11. 02. Correta
  13. 04. Falsa

  14. Carga em repouso (V = 0) ou lançada com velocidade  paralelamente às linhas de indução de um campo magnético uniforme 

  16. 08. Correta

  17. Indução eletromagnética

  18. O fenômeno da indução eletromagnética foi descoberto por Faraday em 1831, quando observou que um campo magnético pode induzir um campo elétrico, ou seja, demonstrou que, aproximando e afastando um imã de uma espira de fio condutor conectada a um galvanômetro (dispositivo que indica pequenas correntes), durante o movimento do imã o galvanômetro detectava o aparecimento de uma corrente elétrica no fio, e quando o imã parava, essa corrente elétrica cessava.
  19. A partir do fenômeno da indução eletromagnética foram construídos geradores de energia elétrica

  21. através das usinas hidrelétricas, termoelétricas ou nucleares que giram turbinas as quais movem gigantescos imãs e bobinas
  22. R- (02 + 08) = 10

23- (AFA-2020)

Considere que a intensidade do campo magnético gerado por um imã em forma de barra varia na razão inversa do quadrado da distância d entre o centro C deste imã e i centro de uma espira condutora E, ligada a uma lâmpada L, conforme ilustrado na figura abaixo

A partir do instante t0 = 0, o imã é movimentado para a direita e para a esquerda de tal maneira que o seu centro C passa a descrever um movimento harmônico simples, indicado pelo gráfico de posição (x) em função do tempo (t)

Durante o movimento desse imã, verifica-se que a luminosidade da lâmpada L

a) aumenta à medida que o centro C do imã se move da posição x = -1 m até x = +1 m.

b) diminui entre os instantes t = (n/2).T 2 e t’ = (n + 1)/2.T, onde T é o período do movimento e n é impar.

c) é nula quando o centro C do imã está na posição x= ± 1 m

d) é mínima nos instantes t = (m/4).T, onde T é o período do movimento e m é um número par.

Entendendo o fenômeno da Indução Eletromagnética

Para que você entenda o fenômeno da indução eletromagnética, considere uma única espira e um imã permanente. Quando você aproxima o imã da espira, o número de linhas de indução do imã que penetram na espira (fluxo magnético) aumenta, fazendo surgir na espira uma corrente elétrica induzida num determinado sentido.

Quando você afasta o imã da espira, o número de linhas de indução do imã (fluxo magnético) que penetram na espira diminui, fazendo surgir na espira uma corrente elétrica induzida com sentido oposto ao anterior.

 Com o imã imóvel, o número de linhas de indução que penetram na espira (fluxo magnético) não muda, não existindo corrente elétrica induzida.

Você obteria o mesmo resultado acima, mantendo o imã fixo e movendo a espira ou movendo os dois, pois não importa quem se movimente, mas que haja variação de fluxo magnético através da espira, o que só ocorre se a velocidade relativa entre eles for diferente de zero.

Com relação ao exercício, observe no gráfico fornecido que quando o imã para (V = 0) quando inverte o sentido de seu movimento e, nesses instantes não ocorre variação de fluxo magnético, não surgindo corrente elétrica induzida na espira apagando a lâmpada.

R – C

 

24- (EsPCEx – AMAN – SP – RJ – 2020)

Veja um resumo da teoria a seguir:

Direção e sentido do campo magnético gerado por uma espira circular

Intensidade do vetor campo magnéticono centro de uma espira circular

R- A

25- (FUVEST-SP- 2020

Um solenoide muito longo é percorrido por uma corrente elétrica I, conforme mostra a figura 1.

Em um determinado instante, uma partícula de carga q positiva desloca‐se com velocidade instantânea perpendicular ao eixo do solenoide, na presença de um campo elétrico na direção do eixo do solenoide.

A figura 2 ilustra essa situação, em uma seção reta definida por um plano que contém o eixo do solenoide.

O diagrama que representa corretamente as forças elétricae magnética atuando sobre a partícula é:

Características do Vetor Campo Elétrico

Como o campo elétrico tem direção horizontal e sentido para a direita e como a carga q é positiva

a força elétrica também terá direção horizontal e sentido para a direita.

Inicialmente você deve determinar a direção e sentido do campo magnéticono interior do solenoide pela regra da mão direita.

Direção e sentido do campo magnéticooriginado por um solenoide percorrido por corrente elétrica i

No caso do exercício, aplicando a regra da mão direita você verificará que no interior do solenoide o campo magnético tem direção horizontal e sentido para a direita (o sentido da corrente elétrica é contrário ao do exemplo acima).

Agora, observando na figura 2 que a carga positiva q está penetrando na folha com velocidade e com horizontal e para a direita você utiliza a regra da mão esquerda ilustrada abaixo para determinar a direção e sentido da força magnética.

R- A