Eletromagnetismo – Resolução

Resolução Comentada

ELETROMAGNETISMO

Força Magnética – Campo Magnético

 

01-(ENEM-MEC)

Leia a teoria a seguir:

 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, ou seja, a corrente elétrica surgia quando ocorria uma variação de fluxo magnético.

 A partir do fenômeno da indução eletromagnética foram construídos geradores de energia elétrica através das usinas hidrelétricas,

    

 termoelétricas ou nucleares que giram turbinas as quais movem gigantescos imãs e bobinas.

De acordo com a lei de Faraday-Neumann, a corrente elétrica induzida num circuito fechado ocorre quando há variação do fluxo magnético através do circuito. 

R- E

 

02-(PUC-MG)

Veja a expressão matemática abaixo que relaciona as intensidades dessas três grandezas:

A massa m da partícula também influi, pois, se F_m for a força resultante, F_m=m.a.

R- B

03-(UFMG-MG)

Entre os polos do imã a força magnética, pela regra da mão esquerda, estaria saindo da folha , mas

 como a carga é negativa está penetrando e desviando a carga para trás da folha (figura 1)  —  quando a carga negativa passa entre as placas ela é desviada pela força elétrica para cima, atraída pela placa positiva e repelida pela negativa (figura 2)  —  assim ela se desvia para trás da folha e para cima atingindo a região I  —  R- A

04-(UFMG-MG) 

A força magnética sobre partícula em campo magnético tem intensidade dada por: F_mag = |q| v B senθ, onde θ é o ângulo entre os vetores .

Para a partícula K  —   θ = 0°  —  senθ = 0  —   F_mag = 0  —  essa partícula não sofre desvio, pois incide paralelamente a .

Para a partícula L  —   θ = 90°  —   senθ = 1 —  F_mag = |q| v B  —   a direção e o sentido dessa força são dados pela regra da mão esquerda  —  a direção é perpendicular ao plano da figura, saindo se a carga é positiva; entrando se a carga é negativa, como ilustra as figuras.

R- A

 

05-(UFMS-MS)

Se você não domina a teoria leia-a atentamente  —   Considere um condutor retilíneo de comprimento ℓ percorrido por uma corrente elétrica (elétrons livres com carga q, movendo-se com velocidade no interior do condutor, pela sua seção transversal). Esse fio condutor reto está imerso num campo magnético uniforme . Sobre cada carga elétrica q que constituem a corrente elétrica i surge uma

força magnética fornecida pela expressão F_m’=q.V.B.senθ e somando as intensidades de cada força F_m’ obtém-se uma força resultante F_m=n.F_m’, onde n é o número de cargas que passam pelo fio condutor num intervalo de tempo Δt  — F_m=n.q.V.B.senθ  —  V=ΔS/Δt=ℓ/Δt  —  F_m= n.q. ℓ/Δt.B.senθ  —  i=n.q/Δt  —  F_m=B.i.ℓ.senθ

F_m – intensidade da força magnética que age sobre o fio – medida em newton (N), no SI.

B – intensidade do campo magnético – medido em tesla (T), no SI.

i – corrente elétrica no fio – medida em ampère (A), no SI.

θ – ângulo entre a direção de B e de i.

 A direção e sentido de  é fornecida pela regra da mão esquerda (veja figura abaixo) onde o dedo médio indica o sentido da

corrente elétrica i, pois o sentido convencional da corrente elétrica é o mesmo que o da velocidade das cargas positivas.

No exercício  —  Caso(a)  —  F(a)=B.i.L.sen45⁰=(√2/2).BiL  —  caso (b)  —  F(b)=BiL.sen90⁰=BiL  —  caso (c)  —  F(c)=BiLsen0^o=0  —  

R- B

06-(UEL-PR)

Observe a figura abaixo onde está esquematizada a situação do exercício e, como ao força peso é vertical e para baixo, a força magnética deverá ser vertical e para cima para poder anular  a força

peso  —  usando a regra da mão esquerda, a corrente elétrica deve apontar para a esquerda e o campo magnético deve ser perpendicular ao fio e saindo da folha  —  R- A 

 

07-(PUC-RS)

Quando o músculo cardíaco se contrai surge uma corrente elétrica no fio  —  no caso, i saindo do plano da página  — o campo magnético  é vertical e para baixo  —  regra da mão esquerda  —  a

 força magnética  será horizontal e para a direita  —  Fm=BiL (direta mente proporcional a i)  —  

R- A

08-(UFPEL-RS)

Leia informações abaixo:

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 n pra 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  —   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

 

09-(UFU-MG)

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, = +   —  R- B

 

10-(PUC-SP)

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

 Um solenoide ou uma bobina longa é constituído por um condutor enrolado por um número muito grande de espiras iguais, uma ao lado da outra, conforme figura abaixo.

 Quando o solenoide é percorrido por corrente elétrica ele se transforma num imã artificial (eletroímã) e a configuração de suas linhas de indução é obtida pela reunião das configurações de cada espira o que equivale à configuração das linhas de indução de um imã natural.

O sentido das linhas de indução no solenoide é fornecido pela regra da mão direita aplicada em uma

de suas espiras (figura 2) “polegar no senti da corrente i e você fecha a mão passando por dentro da espira e no sentido da fechada da mão está o sentido das linhas de indução do campo magnético” e em seu interior o campo magnético é praticamente uniforme (figura 1) e fora são linhas que saem do polo norte e chegam ao polo sul.

 As linhas de força do campo magnético produzido por um solenoide são idênticas aos do campo magnético produzido por um

ímã.  Na prática, é indiferente produzir-se um campo magnético por um ímã ou por um solenoide.

 No interior do solenoide o campo magnético é praticamente uniforme e sua intensidade é constante e vale:

No caso do exercício:

I- Pela regra da mão direita você verifica que está correta.  

II- Falsa  —  imã (artificial ou natural) atrai ferro independente da polaridade.

III- Falsa  —  o vetor indução magnética no interior do imã é proporcional a corrente elétrica i que irá aumentar (veja fórmula acima).

R- D

11-(UFAL-AL) 

R- E  —  veja resolução do exercício anterior 

12-(FUVEST-SP) 

 A aproximação do ímã provoca variação do fluxo magnético através do anel  —  de acordo com a Lei de Lenz, sempre que há variação do fluxo magnético, surge no anel uma corrente induzida  —  essa corrente é num sentido tal que produz no anel uma polaridade que tende a ANULAR a causa que lhe deu origem, no caso, o movimento do ímã  —  como está sendo aproximado o polo norte, surgirá na face do anel frontal ao ímã, também um polo norte, gerando uma força de repulsão entre eles. 

R- E

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