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.

Direção e sentido do campo magnético

 Um dos processos práticos para se determinar a direção e o sentido do vetor indução magnética B ou vetor campo magnético , é a regra da mão direita. Esse sentido de  depende do sentido da corrente que o origina.

Você coloca o polegar no sentido da corrente com a mão espalmada (primeira figura), em seguida

você fecha a mão para pegar o fio (segunda figura) e o sentido da “fechada” de mão é o sentido do vetor  (terceira figura).

Observe na terceira figura que   é sempre tangente às linhas de indução em cada ponto.

Intensidade do campo magnético

Comprova-se experimentalmente que a intensidade do campo magnético  depende da intensidade da corrente elétrica i, da distância r do fio até o ponto (P) onde se quer o campo magnético e do meio onde o condutor se encontra. Essa dependência de  com o meio é fornecida pela constante μ que recebe o nome de permeabilidade magnética do meio e no vácuo ela vale μ = 4π.10^-7 T.m/A. Matematicamente:

O que você deve saber, informações e dicas

Força de interação entre dois fios condutores paralelos percorridos por corrente elétrica

Considere dois condutores retilíneos 1 e 2 percorridos, respectivamente por correntes elétricas i₁ e i_2, e separados por uma distância d. Tem-se duas situações:

 As correntes elétricas tem mesmo sentido

Utilizando a regra da mão direita, você determina B₁ que é o vetor indução magnética que o condutor 1 produz onde está o condutor 2.

O condutor 2, imerso no campo magnético de B₁ ficará sujeito a uma força magnética F_m2, fornecida pela regra da mão esquerda.

Assim, o condutor 2 fica sujeito a uma força magnética F_m2 vertical e para cima.

Analogamente, o condutor 2 origina, onde está o condutor 1, um campo magnético B₂  que, fornecido pela regra da mão direita estará saindo da folha de papel.

Então surgirá sobre o condutor 1 uma força vertical e para baixo, fornecida pela regra da mão esquerda.

Situação final:

 Se as correntes elétricas tiverem sentidos contrários, procedendo da mesma forma que no item anterior, você observará que os dois fios sofrem força de repulsão.

Intensidade das forças de atração ou de repulsão entre dois condutores retilíneos, paralelos e próximos um do outro

 Intensidade dessa força, de atração ou de repulsão:

O que você deve saber, informações e dicas

Resolução:

Exercícios de vestibulares com resolução comentada sobre

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

01-(FATEC-SP) Um condutor reto e longo é percorrido por corrente elétrica  invariável i. As linhas de indução de seu campo magnético seguem o esquema:

02- (FURG-RS) Um fio condutor retilíneo e muito longo é percorrido por uma corrente elétrica constante, que cria um campo magnético em torno do fio. Podemos afirmar que esse campo magnético:
a) tem o mesmo sentido da corrente elétrica.          

b) é uniforme.            

c) é paralelo ao fio.            

d) aponta para o fio.
e) diminui à medida que a distância em relação ao condutor aumenta.

O3-(UEL-PR) Um fio longo e retilíneo, quando percorridos por uma corrente elétrica, cria um campo magnético nas suas proximidades. A permeabilidade magnética é μ= 4π10^-7 T. 
Observe a figura abaixo.

Se a corrente elétrica é de 5,0 A, o campo magnético criado num ponto P distante 0,20 m do fio, conforme a figura, vale:
a) 1,0 . 10^-5T, orientado como a corrente i.         

b) 1,0 . 10^-5T, perpendicular ao plano do papel, para fora.
c) 5,0 . 10^-6T, dirigido perpendicularmente ao fio, no próprio plano do papel.
d) 5,0 . 10^-6T, orientado contra a corrente i.              

e) 5,0 . 10^-6T, perpendicularmente ao plano do papel, para dentro.

04-(FUVEST-SP) A figura representa 4 bússolas apontando, inicialmente, para o polo norte terrestre. Pelo ponto O, perpendicularmente ao plano do papel, coloca-se um fio condutor retilíneo e longo. Ao se fazer passar pelo condutor uma corrente elétrica contínua e intensa no sentido do plano do papel para a vista do leitor, permanece praticamente inalterada somente a posição:

a) das bússolas A e C         

b) das bússolas B e D             

c) das bússolas A, C e D         

d) da bússola C          

e) da bússola D

05-(PUC-SP) Na experiência de Oersted, o fio de um circuito passa sobre a agulha de uma bússola. Com a chave C aberta, a agulha alinha-se como mostra a figura a.  Fechando-se a chave C, a agulha da bússola assume nova posição (figura b).

A partir desse experimento, Oersted concluiu que a corrente elétrica estabelecida no circuito:

a) gerou um campo elétrico numa direção perpendicular à da corrente.
b) gerou um campo magnético numa direção perpendicular à da corrente.
c) gerou um campo elétrico numa direção paralela à da corrente.
d) gerou um campo magnético numa direção paralela à da corrente.
e) não interfere na nova posição assumida pela agulha da bússola que foi causada pela energia térmica produzida pela lâmpada.

06-(UNESP-SP) A figura abaixo representa um condutor retilíneo, percorrido por uma corrente i, conforme indicado. O sentido do campo magnético no ponto P, localizado no plano da figura, vale:

a) contrário ao da corrente         

b) saindo perpendicularmente da página         

c) entrando perpendicularmente na página

d) para sua esquerda, no plano do papel         

e) para sua direita, no plano do papel

07-(UFPEL-RS) A figura a seguir representa um fio retilíneo e muito longo percorrido por uma corrente elétrica convencional i, de A para B.

Com relação ao sentido do campo magnético criado pela corrente elétrica no ponto P e a sua intensidade, é correto afirmar que

a) o sentido é para fora da página e sua intensidade depende da distância "r".

b) o sentido é para o ponto "1" e sua intensidade depende da distância "r".

c) o sentido é para o ponto "2" e sua intensidade independe da distância "r".

d) o sentido é para dentro da página e sua intensidade depende da distância "r".

e) o sentido é para o ponto "3"e sua intensidade depende de "i" e independe de "r".

08-(UNESP-SP) Um fio longo e retilíneo é percorrido por uma corrente elétrica constante i e o vetor

indução magnética em um ponto próximo ao fio têm intensidade B. Se o mesmo fio for percorrido por uma corrente elétrica constante igual a 3i, a intensidade do vetor indução magnética no mesmo ponto próximo ao fio será:

09-(UFMG-MG) Um fio condutor reto e vertical passa por um furo em uma mesa, sobre a qual, próximo ao fio, são colocadas uma esfera carregada, pendurada em uma linha de material isolante, e uma bússola, como mostrado na figura:

Inicialmente, não há corrente elétrica no fio e a agulha da bússola aponta para ele, como se vê na figura.

Em certo instante, uma corrente elétrica constante é estabelecida no fio.

Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que, após se estabelecer a corrente elétrica no fio,

a) a agulha da bússola vai apontar para uma outra direção e a esfera permanece na mesma posição.

b) a agulha da bússola vai apontar para uma outra direção e a esfera vai se aproximar do fio.

c) a agulha da bússola não se desvia e a esfera permanece na mesma posição.

d) a agulha da bússola não se desvia e a esfera vai se afastar do fio.

10-(UFU-MG) A agulha de uma bússola, inicialmente, aponta para a marcação Norte quando não passa corrente pelo fio condutor, conforme figura1.

Ao ligar as extremidades do fio condutor a uma pilha, por onde passa uma corrente, a agulha muda de direção, conforme figura 2. Com base neste experimento, é correto afirmar que

a) magnetismo e eletricidade são fenômenos completamente independentes no campo da física; o que ocorre é uma interação entre o fio e a agulha, independentemente de haver ou não corrente.

b) a corrente elétrica cria um campo magnético de forma que a agulha da bússola é alinhada na direção do campo magnético resultante. Este é o campo magnético da Terra somado, vetorialmente, ao campo magnético criado pela corrente que percorre o fio.

c) a bússola funciona devido aos polos geográficos, não tendo relação alguma com o campo magnético da Terra. A mudança de posição da agulha acontece pelo fato de o fio alterar a posição dos polos geográficos da Terra.

d) a agulha muda de direção porque existe uma força coulombiana repulsiva entre os elétrons do fio e os elétrons da agulha, conhecida como lei de Coulomb.

11-(UFPEL-MG) A figura a seguir mostra dois fios retos e longos, ortogonais entre si, cada um percorrido por uma corrente elétrica i, de mesma intensidade, com os sentidos mostrados.

De acordo com seus conhecimentos e com as informações dadas, das regiões I, II, III, IV, aquelas em que podem existir pontos nos quais o campo magnético resultante criado pelas correntes seja "não nulo", são

a) apenas I e IV.               

b) I, II, III e IV.             

c) apenas II e III.             

d) apenas II, III e IV.             

e) apenas I, II e III.

12-(PUC-MG) O campo magnético medido em um ponto P próximo de um condutor longo retilíneo no qual circula uma corrente constante, terá o seu valor quadruplicado quando:
a. a corrente for quadruplicada e a distância ao condutor também.
b. a corrente for duplicada e a distância reduzida à metade.
c. a corrente for mantida constante e a distância reduzida à metade.
d. a corrente for duplicada e a distância ficar inalterada.
e. a corrente e a distância forem reduzidas à metade dos seus valores iniciais.

13-(ITA-SP) Uma corrente elétrica passa por um fio longo, (L) coincidente com o eixo y no sentido negativo. Uma outra corrente de mesma intensidade passa por outro fio longo, (M), coincidente com o eixo x no sentido negativo, conforme mostra a figura. O par de quadrantes nos quais as correntes produzem campos magnéticos em sentidos opostos entre si é

14-(UNIFESP-SP) Um trecho de condutor retilíneo l, apoiado sobre uma mesa, é percorrido por uma corrente elétrica contínua de intensidade i. Um estudante coloca uma bússola horizontalmente, primeiro sobre o condutor (situação I) e depois sob o condutor (situação II). Supondo desprezível a ação do campo magnético terrestre sobre a agulha (dada a forte intensidade da corrente. , a figura que melhor representa a posição da agulha da bússola, observada de cima para baixo pelo estudante, nas situações I e II, respectivamente, é:

15-(UFU-MG) A figura representa o chão de uma sala, sendo AB a direção norte-sul da Terra. Um fio reto é colocado verticalmente

Nessa sala, conduzindo uma corrente i, dirigida para cima, de intensidade muito elevada. Uma pequena agulha magnética é colocada no ponto P indicado na figura. A orientação final da agulha é:

16-(FUVEST-SP) A figura adiante indica 4 bússolas que se encontram próximas a um fio condutor, percorrido por uma intensa corrente elétrica.

a) Represente, na figura, a posição do condutor e o sentido da corrente.

b) Caso a corrente cesse de fluir qual será a configuração das bússolas? Faça a figura correspondente.

17-(UEL-PR) Numa sala de aula foram montados dois condutores verticais C₁ e C₂ que suportam as correntes elétricas ascendentes de 3,0 e 4,0 ampéres, respectivamente. Essas correntes elétricas geram campo magnético na região e, em particular, num ponto P situado no centro da sala. O esquema a seguir indica a posição relativa dos condutores e do ponto P na sala de aula.

Nessas condições, o vetor indução magnética no ponto P é

a) horizontal dirigido para o fundo da sala.                  

b) horizontal dirigido para o quadro-negro.

c) horizontal e paralelo ao quadro negro.                        

d) vertical dirigido para baixo.

e) vertical dirigido para cima.

18-(UFCE-CE) A figura representa dois fios bastante longos ( 1 e 2) perpendiculares ao plano do papel, percorridos por correntes de sentido contrário, i₁ e i₂, respectivamente.

A condição para que o campo magnético resultante, no ponto P, seja zero é

19-(UFES-ES) A figura a seguir representa dois fios muito longos, paralelos e perpendiculares ao plano da página.

Os fios são percorridos por correntes iguais e no mesmo sentido, saindo do plano da página. O vetor campo magnético no ponto P, indicado na figura, é representado por:

20- (UFG-GO) 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:

21-(PUC-RS) Dois longos fios condutores retilíneos e paralelos, percorridos por correntes de mesma intensidade, atraem-se magneticamente com força F. Duplicando a intensidade da corrente em cada um deles e a distância de separação dos condutores, a intensidade da força magnética que atua entre eles ficará

22-(UNESP-SP) Um fio metálico AB, suspenso por dois fios verticais, condutores e flexíveis, é colocado próximo e paralelamente a um fio longo pelo qual passa a corrente elétrica i, no sentido indicado na figura. O fio longo e o fio AB estão no mesmo plano horizontal.

Utilizando essa montagem, um professor pretende realizar duas experiências, I e II. Na experiência I, fará passar uma corrente pelo fio AB, no sentido de A para B. Na experiência II, fará passar a corrente no sentido contrário. Nessas condições, espera-se que a distância entre o fio longo e o fio AB

a) permaneça inalterada, tanto na experiência I como na experiência II.

b) aumente na experiência I e diminua na experiência II.

c) aumente, tanto na experiência I como na experiência II.

d) diminua, tanto na experiência I como na experiência II.

e) diminua na experiência I e aumente na experiência II.

23-(UFRS-RS) Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto abaixo, na ordem em que elas aparecem.

A figura a seguir representa dois fios metálicos paralelos, A e B, próximos um do outro, que são percorridos por correntes elétricas de mesmo sentido e de intensidades iguais a I e 2I, respectivamente. A força que o fio A exerce sobre o fio B é ........., e sua intensidade é ........ intensidade da força exercida pelo fio B sobre o fio A.

a) repulsiva - duas vezes maior do que a         

b) repulsiva - igual à              

c) atrativa - duas vezes menor do que a

d) atrativa - duas vezes maior do que a            

e) atrativa - igual à

24-(UFMG-MG) Em um experimento, André monta um circuito em que dois fios retilíneos - K e L -, paralelos, são percorridos por correntes elétricas constantes e de sentidos opostos.

Inicialmente, as correntes nos fios são iguais, como mostrado na Figura I.

Em seguida, André dobra o valor da corrente no fio L, como representado na Figura II.

Sejam F(K) e  F(L), respectivamente, os módulos das forças magnéticas nos fios K e L.

Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que:

25-(CFT-CE) Três fios flexíveis e condutores, a, b e c, paralelos, encontram-se fixos em suas extremidades e separados por uma

pequena distância d. Quando percorridos, simultaneamente, por correntes de mesma intensidade nos sentidos indicados na figura, suas configurações são melhor representadas na  alternativa:

26-(Mackenzie–SP) A intensidade da força de interação eletromagnética entre dois condutores retilíneos, dispostos paralelamente um ao outro e percorridos por correntes elétricas de intensidades i₁ e i₂, é dada pela equação:F=μ_oL.i₁.i₂/2πd. Dois condutores idênticos estão dispostos paralelamente, como mostra a figura, distantes 10,00 cm um do outro. Se a distância entre estes condutores passar a ser o dobro da inicial, eles irão _____ com uma força de intensidade ______ .

a) repelir-se; 2 F.                  

b) repelir-se; F/2.                          

c) atrair-se; 2 F.                                         

d) atrair-se; F/2.
e) atrair-se ; √F.

27-(FUVEST-SP) Um circuito é formado por dois fios muito longos, retilíneos e paralelos, ligados a um gerador de corrente contínua como mostra a figura. O circuito é percorrido por uma corrente constante i. Pode-se afirmar que a força de origem magnética que um trecho retilíneo exerce sobre o outro é:

a) nula.              

b) atrativa e proporcional a i.                

c) atrativa e proporcional a i².               

d) repulsiva e proporcional a i.
e) repulsiva e proporcional a i².

28-(ITA-SP) 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:

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.

29-(PUC-RS) 

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. 

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. 

30-(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. 

31-(ITA-SP) 

Considere uma espira retangular de lados √3a 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.

32-(UFPR-PR)

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. 

33-(IFSP-SP) 

Considere dois fios retilíneos e muito extensos situados nas arestas AD e HG de um cubo conforme figura a seguir. Os fios são percorridos por correntes iguais a i nos sentidos indicados na figura. O vetor campo magnético induzido por estes dois fios, no ponto C, situa-se na direção do segmento

Obs: Desconsidere o campo magnético terrestre.

34-(UFSC-SC)

A figura abaixo mostra quatro fios, 1, 2, 3 e 4, percorridos por correntes de mesmo módulo, colocados nos vértices de um quadrado, perpendicularmente ao plano da página. Os fios 1, 2 e 3 têm correntes saindo da página e o fio 4 tem uma corrente

entrando na página. Com base na figura, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

01. O campo magnético resultante que atua no fio 4 aponta para o leste.

02. A força magnética resultante sobre o fio 4 aponta para o sudeste.

04. Os fios 1 e 3 repelem-se mutuamente.

08. A força magnética que o fio 2 exerce no fio 3 é maior do que a força magnética que o fio 1 exerce no fio 3.

16. O campo magnético resultante que atua no fio 2 aponta para o sudoeste.

32. O campo magnético resultante no centro do quadrado aponta para o leste.

35-(UFU-MG) 

Com o crescimento populacional e, consequentemente, urbano, torna-se necessário o desenvolvimento de novas tecnologias que, além de facilitarem a vida das pessoas, economizem energia e preservem o meio ambiente. Exemplos de dispositivos com tais características são os foto censores, isto é, censores que são acionados através da incidência de luz.

O princípio básico desses equipamentos é o efeito fotoelétrico, ilustrado na figura abaixo.

Com base nos dados R₁ = 1Ω, R₂ = 2 Ω e V = 1 V, responda:

a) Nos pontos A e B, estão conectados dois fios paralelos entre si que são longos o suficiente para que os efeitos de borda não sejam levados em conta. As resistências R₁ e R₂, desenhadas na figura acima, representam a resistência intrínseca aos materiais que constituem os fios, os quais estão separados por uma distância de 10 cm. Responda qual é o módulo da força magnética por unidade de comprimento entre os fios e se a força será atrativa ou repulsiva.

b) Dado que a função trabalho do cátodo C é W_o = 3eV, a partir de que comprimento de onda da luz incidente os elétrons serão emitidos? c=velocidade da luz no vácuo=3,0.10⁸m/s e h=6.10^-34J.s

36-(UFRN-RM)

Visando a  discutir os efeitos magnéticos da corrente elétrica sobre quatro pequenas bússolas postas sobre uma placa, um professor montou, em um laboratório didático, o dispositivo experimental representado na Figura abaixo.

Inicialmente, com a chave desligada, as bússolas ficam orientadas exclusivamente pela ação do campo magnético terrestre. Ao ligar a chave e fazer circular uma corrente elétrica no circuito, esta irá produzir um campo magnético muito mais intenso que o terrestre. Com isso, as bússolas irão se orientar de acordo com as linhas desse novo campo magnético.

Das representações abaixo, a que melhor representa o efeito do campo magnético produzido pela corrente sobre as bússolas é

37-(UDESC-SC) 

Dois fios retilíneos e de tamanho infinito, que conduzem correntes elétricas i₁ e  i₂ em sentidos opostos, são dispostos paralelamente um ao outro, como mostra a figura. A intensidade de i₁ é a metade da intensidade de i₂ e a distância entre os dois fios ao longo da linha ox

é d.Considere as seguintes proposições sobre os campos magnéticos produzidos pelas correntes i₁ e i₂ nos pontos localizados ao longo da linha ox:

I.   À esquerda do fio 1 não existe ponto no qual o campo magnético resultante seja nulo.

II.   Nos pontos localizados entre o fio 1 e o fio 2, os campos magnéticos produzidos por ambas as correntes têm o mesmo sentido.

III.   À direita do fio 2 existe um ponto no qual o campo magnético resultante é nulo.

IV.   O campo magnético resultante é nulo no ponto que fica à distância 3d/4 à esquerda do fio 2.

Assinale a alternativa correta.

a.(   )  Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.                           b.(   )  Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.

c.(   )  Somente a afirmativa III é verdadeira.                                        d.(   )  Somente a afirmativa II é verdadeira.

e.  (   )  Somente a afirmativa IV é verdadeira.

38-(UEPA-PA)

Os efeitos nocivos das linhas de transmissão na saúde humana constituem matéria de alto interesse no meio científico, já que alguns

estudos indicam uma correlação entre o campo eletromagnético e o surgimento de alguns tipos de cânceres. Uma residência localizada a

16 m de uma linha de transmissão percorrida por uma corrente  de  intensidade  igual  a  2400 A, fica sujeita à ação de um campo

magnético de intensidade igual a B. Sabendo-se que a permeabilidade magnética do vácuo vale  µ_o = 4π.10^-7T.m/A e que a intensidade

do campo magnético típico de um exame de ressonância magnética é B_o = 3 T, afirma-se que a razão entre B_o e B é igual a:

Resolução comentada dos exercícios de vestibulares sobre

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

01- Usando a regra da mão direita  ---  R- D

02- Observe na expressão B=μ.i/2πr que B é inversamente proporcional a r  ---  R- E

03- B=μi/2πr=4π.10^-7.5/2π0,2  ---  B=5,0.10^-6T  ---  regra da mão direita  ---  penetrando na folha de papel  ---  R- E

04- O polo norte da bússola está no sentido da orientação do campo magnético, fornecida pela regra da mão direita  ---  R- C

05- R- B --- veja teoria

06- Regra da mão direita --- R- C

07- Pela regra da mão direita o sentido de é para fora da página (saindo dela) e pela expressão matemática B=μ.i/2πr, a intensidade de B é inversamente proporciona à distância r  ---  R- A

08- Observe na expressão B=μ.i/2πr que i é diretamente proporcional a B  ---  se i triplica, B também será triplicado  ---  R- D

09- Quando não passa corrente elétrica pelo fio, a agulha da bússola indica a direção norte sul magnética da Terra ---  quando passa corrente elétrica no fio, surge outro campo magnético devido ao fio e a agulha da bússola irá indicar outra posição que é obtida pela soma vetorial dos dois campos magnéticos, ou seja, = +   ---  a esfera permanece na mesma posição, pois está em repouso  ---  R- A

10- Quando não passa corrente elétrica pelo fio, a agulha da bússola indica a direção norte sul magnética d Terra  ---  quando passa corrente elétrica no fio, surge outro campo magnético devido ao fio e a agulha da bússola irá indicar outra posição queé obtida pela soma vetorial dos dois campos magnéticos, ou seja, = +   ---  R- B

11- Colocando, pela regra da mão direita em cada região, os campos originados por cada fio, as regiões onde eles não podem se anular

(soma vetorial), são as II e III  ---  R- C

12- Observe na expressão B=μ.i/2πr que, se i duplica, B duplica e que se r for reduzida à metade B também duplica  ---  R- B

13- Colocando, pela regra da mão direita em cada região, os campos originados por cada fio, as regiões onde eles tem sentidos opostos

 (um saindo da folha e o outro entrando na folha) são I e III  ---  R- E  

14- O vetor campo magnético criado pela corrente elétrica é ortogonal a ela e com sentido fornecido pela regra da mão direita ---  observe que quando a bússola está sobre o condutor o campo magnético é orientado para baixo (onde indica o pólo norte da bússola) e quando a bússola está sob o condutor o campo magnético é orientado para cima (onde indica o pólo norte da bússola)  --  R- E

15- Pela regra da mão direita o campo magnético criado pelo fio tem direção vertical e sentido para baixo (para onde indica o polo norte da agulha) e o campo magnético da Terra tem direção norte-sul, podendo estar para cima ou para baixo, mas como i é muito alta, , o campo magnético resultante sempre terá direção vertical e sentido para baixo  --- R- B

16- a) O fio está no centro da figura e a corrente tem sentido "saindo do papel".

b) Observe a figura a seguir.

17- Pela regra da mão direita C₁ origina em P um campo magnético vertical e para cima e C₂origina em P um campo magnético

vertical e para baixo  ---  como a intensidade de B₂ é maior que a de B₁, pois B₂ tem maior corrente que B₁, o campo magnético resultante é vertical e para baixo  ---  R- A

18- Se i₁ estiver saindo e i₂ entrando na folha do papel  e  estarão como na figura e devem se

anular, ou seja, B₁=B₂  --- μi₁/2π.2d= μi₂/2π.d  ---  i₁/2=i₂  ---  i₁=2i₂  ---  R- B

19- Veja figura abaixo:

R- A

20- Observe a figura abaixo:

Enquanto a corrente era nula, a agulha da bússola indicava a orientação do campo magnético da Terra ()  ---  quando o fio é ligado, surge nele corrente saindo do plano da página, que pela regra da mão direita, provocam linhas de indução magnética em torno do fio, no sentido anti-horário  ---   o vetor indução magnética devido ao fio () é tangente às linhas de indução em cada ponto  ---   a agulha da bússola orienta-se, então, no sentido do vetor indução magnética resultante  ---   = +   ---  R- A

21- Observe na expressão F_m=μ.i₁.i₂.L/2.π.d que, duplicando a intensidade de cada corrente F_m ficará 4 vezes maior e que duplicando a distância F_m ficará 2 vezes menor ---  4F_m/2=2F_m  ---  R- C

22- Na experiência I as correntes possuem mesmo sentido e a força entre os fios é de atração diminuindo a distância entre eles e na experiência II, onde as corrente possuem sentidos contrários, a força entre eles é de repulsão, aumentando a distância entre eles -- R- E

23- A força é de atração e tem a mesma intensidade, pois obedecem ao princípio da ação e reação  ---  R- E

24- Veja resolução do exercício anterior ---  R- D

25- Observe as figuras abaixo onde estão as forças que agem sobre cada fio:

R- A

26- Como as correntes tem mesmo sentido irão atrair-se  ---  como a força é inversamente proporcional à distância, se distância dobrar, a força cairá pela metade  ---  R- D

27- A força é de repulsão pois a correntes tem sentidos contrários e é diretamente proporcional a i² 

---  F_m=μ.i.i.L/2.π.d  --- F_m=μ.i².L/2.π.d  ---  R- E

28- Pelas configurações das linhas de indução magnética você percebe que os fios se repelem e assim conduzem correntes de sentidos opostos. Essas forças tem sempre a mesma intensidade (par ação e reação) e a força que repele o fio da esquerda tem sentido da direita para a esquerda  ---  R- D

29- Observe nas figuras abaixo a direção e o sentido da força magnética sobre o fio, desviando-o para a direita ---  a intensidade

dessa força é fornecida pela expressão F_m=B.i.l.senθ=B.i.l.sen90^o  ---   F_m=B.i.l  ---  essa expressão afirma que a força magnética é diretamente proporcional à intensidade da corrente elétrica i que percorre o fio  ---  R- A

30- (01) Errada. Cargas elétricas somente geram campo magnético quando estão em movimento.

(02) Correta. Corrente elétrica é formada pelo movimento de cargas elétricas.

(04) Errada. Se a corrente é alternada os pólos da bobina se alternam, diferente de um ímã que tem polos fixos.

(08) Correta.

(16) Errada.  

R- (02 + 08) = 10

31-Observe o esquema abaixo  ---  no triângulo OMP destacado à direita na figura  ---  tgθ=(√3.a/2)/(a/2)  ---  tgθ=√3  ---  θ=60^o  -

-- no mesmo triângulo  ---  sen θ=(3.a/2)/2r  ---  √3/2=√(3.a)/2r  ---  r=a  ---   fios paralelos percorridos por correntes de mesmo sentido se atraem, e por correntes de sentidos opostos se repelem  ---  para dois condutores de comprimento ℓ, distantes r entre si, percorridos por correntes I₁ e I₂, num meio onde a permeabilidade magnética é μ, a intensidade dessa força é  ---  F=μI₁.I₂. ℓ/2πr  ---  no caso desse exercício, I₁=I₂=I e ℓ=r=a  ---  assim, sobre os lados RM e NS, a intensidade da força magnética, de acordo com a expressão acima, é dada por  ---  F=μI²a/2πa  ---  F=μI²/2π (I)  ---  sendo os fios perpendiculares entre si, a força magnética é nula  --- assim o fio não exerce força sobre os lados MN e RS da espira  ---  baseado na figura abaixo que mostra a situação vista de

cima  ---  usando a regra da mão direita nos lados NS e MR você encontra a direção e o sentido dos campos magnéticos  e  e, em seguida utilizando a regra da mão esquerda você localiza as forças  e   ---  observe que quem tende a provocar a rotação no sentido horário em torno do eixo z são as componentes Fcos60^o de cada uma das forças   e   ---  cada uma dessas forças tem a mesma intensidade fornecida pela equação (I) acima  ---  F=μI²/2π (I)  ---  a distância do ponto de aplicação das forças até o eixo z vale √3/2.a  ---  M_resultante=2.Fd=2.(Fcos60⁰.√3/2.a)  ---  M_resultante=μI²/2π.0,5.√3.a  --- M_resultante=√3μI².a/4π

32- A intensidade do campo magnético produzido por um fio retilíneo é dado pela expressão B=μ_o­i/2πr  ---  observe que ela é diretamente proporcional à corrente elétrica. Sendo assim, se duplicarmos a corrente, duplicaremos também a intensidade do campo  ---  R- D

33- Observe a figura abaixo, onde, pela regra da mão direita você obtém os vetores   no fio da

aresta DA e  no fio da aresta GH  ---  como esses dois campos têm a mesma intensidade, pois B=μi/2r o campo magnético resultante,  , tem o sentido CF, indicado na figura  ---  R- C  

34- 01. Falsa  ---  as figuras abaixo mostram os campos magnéticos originados, usando a regra da mão direita, no fio 4, pelos fios 1

mão direita, no fio 4, pelos fios 1 (), 2 () e 3 ()  ---  em seguida, somando-os vetorialmente foi obtido o vetor campo magnético resultante que aponta para o nordeste.

02. Correta  ---  observe na figura abaixo a utilização da regra da mão esquerda no fio 4 que fornece a força magnética  

indicando para o sudeste.

04- Falsa  ---  observe que as correntes elétricas nos fios 1 e 3 tem o mesmo sentido e que, dois fios condutores retilíneos, paralelos e próximos um do outro, sofrem forças de atração se as correntes que os percorrem tiverem mesmo sentido.

08- Correta  --- observe na expressão F_m=μ.i₁.i₂.L/2.π.d que fornece a intensidade da força magnética entre dois fios longos e próximos, separados pela distância d, que F_m é inversamente proporcional à d  --- como a distância entre 2 e 3 é menor que a distância entre 1 e 3, a afirmativa está correta.

16- Correta  ---  observe atentamente a seqüência das figuras abaixo  ---  como B_R > B₄, o campo magnético resultante aponta para

o sudoeste.

32- Falsa  ---  aponta para o nordeste  ---  veja a figura abaixo.

R- (02 + 08 + 16)=26

35- a) A figura abaixo mostra o campo magnético produzido pela corrente i₁ e a força de atração que tal campo produz no fio onde

circula i₂  ---  campo  produzido por i₁ no fio 2 (regra da mão direita) ---  B₁=μo.i₁/2πr (I)  ---  força de atração  sobre o fio 2, fornecida pela regra da mão esquerda  ---  F_m=Biℓsen90^o  ---  F_m=Bi₂ℓ (II)  ---  (I) em (II)  ---  F_m=μ_oi₁i₂ℓ/2πr  ---  F_m/ℓ= μ_oi₁i₂/2πr  ---  aplicando a lei de Ohm V=R.i  ---  fio 1  ---  1=1.i₁  ---  i₁=1 A  ---  fio 2  ---  1=2i₂  ---  i₂=0,5 A  ---  substituindo os valores na equação F_m/ℓ= μ_oi₁i₂/2πr  ---  F_m/ℓ=4π.10^-7.1.0,5/2π.0,1  ---  F_m/ℓ=10^-6 N/m

b) Expressão do efeito fotoelétrico  ---  W_o=h.f_o  ---  h.f_o– energia que um fóton transporta  ---  W_o – função trabalho do material  ---  v=c=λ_o.f_o  ---  f_o=c/λ_o  ---  W_o=h.c/λ_o  ---  3ev=6.10^-34.3.10⁸/λ_o  ---  3x1,6.10^-19=18.10^-26/λ_o  ---  λ_o=3,75.10^-7m  ---  λ < 3,7.10^-7m

36- Um dos processos práticos para se determinar a direção e o sentido do vetor indução magnética  ou vetor campo magnético, é a regra da mão direita. Esse sentido de depende do sentido da corrente que o origina.

Você coloca o polegar no sentido da corrente com a mão espalmada (primeira figura), em seguida

você fecha a mão para pegar o fio (segunda figura) e o sentido da “fechada” de mão é o sentido do vetor (terceira figura). Observe na terceira figura que  é sempre tangente às linhas de indução em cada ponto.

O pólo norte de uma bússola indica sempre o sentido das linhas de indução fornecido pela regra da mão direita.

R- D

37- Um dos processos práticos para se determinar a direção e o sentido do vetor indução magnética  ou vetor campo magnético, é a regra da mão direita  ---  esse sentido de depende do sentido da corrente que o origina  ---  você coloca o

polegar no sentido da corrente com a mão espalmada (primeira figura), em seguida você fecha a mão para pegar o fio (segunda figura) e o sentido da “fechada” de mão é o sentido do vetor (terceira figura)  ---  observe na terceira figura que  é sempre tangente às linhas de indução em cada ponto  ---  no caso do exercício, utilizando essa regra os campos magnéticos gerados terão

os aspectos indicados na figura e, se você observá-los atentamente verificará que a única alternativa correta é a D.

R- D

38-(UEPA)

 Campo magnético criado por um fio condutor reto percorrido por corrente elétrica  ---  na figura 2, o fio condutor da figura 1 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.

 Um dos processos práticos para se determinar a direção e o sentido do vetor indução magnética  ou vetor campo magnético, é a regra da mão direita. Esse sentido de depende do sentido da corrente que o origina.

Você coloca o polegar no sentido da corrente com a mão espalmada (primeira figura), em seguida você fecha a mão para pegar o

 fio (segunda figura) e o sentido da “fechada” de mão é o sentido do vetor (terceira figura). Observe na terceira figura que  é sempre tangente às linhas de indução em cada ponto.

Comprova-se experimentalmente que a intensidade do campo magnético depende da intensidade da corrente elétrica i, da distância r do fio até o ponto (P) onde se quer o campo magnético e do meio onde o condutor se encontra. Essa dependência de com o meio é fornecida pela constante μ que recebe o nome de permeabilidade magnética do meio e no vácuo ela vale μ_o=4π.10^-7T.m/A. Matematicamente:

No caso do exercício  ---  μ==4π.10^-7T.m/A  ---  r=16m  ---  i=2,4.10³ A  ---  B=μ.i/2πr=4π.10^-7.2,4.10³/2π.16  ---  B=(2,4/8).10^-4T  ---  B=3.10^-5T  ---  B/B_o=3.10^-5/3  ---  B/B_o=10^-5  ---  R- C