2ª série LISTA: Ensino Médio. Aluno(a): Professor(a): Jean Jaspion FORÇA MAGNÉTICA SOBRE CARGAS DIA: MÊS: 05. Segmento temático: Turma: A ( ) / B ( )
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- Renato Salazar Campelo
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1 LISTA: 09 ª série Ensino Médio Professor(a): Jean Jaspion Turma: A ( ) / B ( ) Aluno(a): Segmento temático: QUESTÃO 01 (UERN/015) Numa região em que atua um campo magnético uniforme de intensidade 4 T é lançada uma carga elétrica positiva conforme indicado a seguir: Ao entrar na região do campo, a carga fica sujeita a uma força magnética cuja intensidade é de 3, 10 N. O valor dessa carga e o sentido do movimento por ela adquirida no interior do campo são, respectivamente: a) 1, C e horário. b), C e horário. c), C e anti-horário. d) 1, C e anti-horário. QUESTÃO 0 (UFSC/015) A ideia de linhas de campo magnético foi introduzida pelo físico e químico inglês Michael Faraday ( ) para explicar os efeitos e a natureza do campo magnético. Na figura abaixo, extraída do artigo Pesquisas Experimentais em Eletricidade, publicado em 185, Faraday mostra a forma assumida pelas linhas de campo com o uso de limalha de ferro espalhada ao redor de uma barra magnética. Sobre campo magnético, é CORRETO afirmar que: FORÇA MAGNÉTICA SOBRE CARGAS DIA: MÊS: o vetor campo magnético em cada ponto é perpendicular à linha de campo magnético que passa por este ponto. 0. as linhas de campo magnético são contínuas, atravessando a barra magnética. 04. as linhas de campo magnético nunca se cruzam. 08. por convenção, as linhas de campo magnético saem do polo sul e entram no polo norte. 16. as regiões com menor densidade de linhas de campo magnético próximas indicam um campo magnético mais intenso. 3. quebrar um ímã em forma de barra é uma maneira simples de obter dois polos magnéticos isolados. 64. cargas elétricas em repouso não interagem com o campo magnético. QUESTÃO 03 (FPS PE/014) Uma partícula carregada com carga elétrica q = 0.06 Coulomb propaga-se com velocidade constante, cujo módulo vale v = 100 m/s. A partícula está num local onde existe um campo magnético uniforme e perpendicular à direção de propagação da partícula carregada. O módulo do campo magnético é B = 0.8 Tesla. A força magnética (em módulo) sentida pela partícula será: a) 1,8 N b) 5,8 N c) 3,8 N d) 4,8 N e),8 N QUESTÃO 04 (UERJ/015) Partículas de carga elétrica q e massa m penetram no plano horizontal de uma região do espaço na qual existe um campo magnético de intensidade B, normal a esse plano. Ao entrar na região, as partículas são submetidas a um selecionador de velocidades que deixa passar apenas aquelas com velocidade v 0. Admita que, na região do campo magnético, a trajetória descrita por uma das partículas selecionadas seja circular. Escreva a expressão matemática para o raio dessa trajetória em função de: massa, carga e velocidade da partícula; intensidade do campo magnético.
2 QUESTÃO 05 (UFRR/015) Quando uma partícula carregada Q é lançada com velocidade v numa região que contém um campo magnético uniforme B, a partícula poderá descrever uma trajetória circular de raio R perfazendo um movimento circular uniforme, pois, nesse tipo de movimento, não altera o módulo, mas apenas a direção e/ou sentido da velocidade. Nessas condições, a força magnética F m é perpendicular ao plano definido pelo vetor campo magnético B e pelo vetor velocidade v e ângulo definido entre eles. Pode-se, então, afirmar que o trabalho m realizado sob a partícula devido à presença do campo magnético será: a) variável com o tempo; b) nulo; c) dado pelo produto dos vetores (vxb); d) perpendicular ao vetor campo magnético B; e) paralelo ao vetor velocidade v. QUESTÃO 06 (UNIFOR CE/015) Ao penetrar em um campo magnético uniforme B, uma partícula de carga elétrica Q e massa M fica sujeita a uma força magnética perpendicular a sua trajetória, conforme a figura abaixo. De acordo com este comportamento, o movimento desta partícula será circular uniforme de raio R. Podemos afirmar que a expressão do raio da trajetória desta partícula será: a) A força magnética que atua na partícula possui intensidade igual a q.v.b e está dirigida verticalmente para cima. b) Existe um campo elétrico E, no espaço entre as placas, com intensidade igual a v.b, dirigido verticalmente para cima. c) A força elétrica que atua na partícula possui intensidade igual a q.e e está dirigida verticalmente para baixo, em que E é o campo elétrico. d) O potencial elétrico da placa 1 é maior do que o potencial da placa. e) Como o movimento da partícula é retilíneo e uniforme, as placas não estão eletrizadas. QUESTÃO 08 (UNESP/015) Em muitos experimentos envolvendo cargas elétricas, é conveniente que elas mantenham sua velocidade vetorial constante. Isso pode ser conseguido fazendo a carga movimentar-se em uma região onde atuam um campo elétrico E e um campo magnético B, ambos uniformes e perpendiculares entre si. Quando as magnitudes desses campos são ajustadas convenientemente, a carga atravessa a região em movimento retilíneo e uniforme. A figura representa um dispositivo cuja finalidade é fazer com que uma partícula eletrizada com carga elétrica q > 0 atravesse uma região entre duas placas paralelas P 1 e P, eletrizadas com cargas de sinais opostos, seguindo a trajetória indicada pela linha tracejada. O símbolo representa um campo magnético uniforme B = 0,004 T, com direção horizontal, perpendicular ao plano que contém a figura e com sentido para dentro dele. As linhas verticais, ainda não orientadas e paralelas entre si, representam as linhas de força de um campo elétrico uniforme de módulo E = 0 N/C. a) R = QVB b) R = MV/QB c) R = QB/V d) R = QB/MV e) R = V/MQB QUESTÃO 07 (UNIOESTE PR/015) A figura abaixo representa um par de placas condutoras paralelas e horizontais, 1 e, separadas por uma distância d, as quais estão imersas em um campo magnético uniforme de intensidade B, também horizontal. Uma partícula, eletrizada negativamente com carga elétrica q, é lançada no espaço entre as placas com velocidade v, perpendicular ao campo magnético. Observa-se que o movimento da partícula é retilíneo e uniforme. Considerando-se desprezível a massa da partícula, assinale a alternativa CORRETA. Desconsiderando a ação do campo gravitacional sobre a partícula e considerando que os módulos de B e E sejam ajustados para que a carga não desvie quando atravessar o dispositivo, determine, justificando, se as linhas de força do campo elétrico E devem ser orientadas no sentido da placa P 1 ou da placa P e calcule o módulo da velocidade v da carga, em m/s. QUESTÃO 09 (UDESC/014) Uma partícula, de massa m = 5, kg e carga q = 8, C, penetra perpendicularmente em um campo magnético uniforme, com velocidade constante de módulo v = 4, m/s, passando a descrever uma órbita circular de raio r = 5, cm, desprezando o efeito do campo gravitacional. O módulo do campo magnético a que a partícula está submetida é igual a:
3 a) 4, T b) 0, T c), T d) 5, T e) 5, T QUESTÃO 10 (Unicastelo SP/014) Duas placas planas e paralelas de comprimento L cada uma, distantes L uma da outra, estão eletrizadas com cargas de sinais opostos. Na região entre as placas atuam dois campos uniformes, um elétrico E e outro magnético B, perpendiculares entre si e representados na figura. parede interior da câmara. Considerando o próton, o elétron e a radiação gama, os números correspondentes aos pontos com que eles colidem são, respectivamente, a), 4 e 3. b) 3, 5 e 1. c) 1, 4 e 3. d), 3 e 4. e) 1, 5 e 3. QUESTÃO 1 (UFPR/014) O espectrômetro de massa é um equipamento utilizado para se estudar a composição de um material. A figura ao lado ilustra diferentes partículas de uma mesma amostra sendo injetadas por uma abertura no ponto O de uma câmara a vácuo. Essas partículas possuem mesma velocidade inicial v, paralela ao plano da página e com o sentido indicado no desenho. No interior desta câmara há um campo magnético uniforme B perpendicular à velocidade v, cujas linhas de campo são perpendiculares ao plano da página e saindo desta, conforme representado no desenho com o símbolo. As partículas descrevem então trajetórias circulares identificadas por I, II, III e IV. Uma carga elétrica puntiforme positiva atravessa a região entre as placas com velocidade constante, segundo a linha tracejada paralela às placas, sem sofrer nenhum desvio. Sendo U a diferença de potencial entre as placas eletrizadas, o tempo necessário para que a carga atravesse a região entre elas é igual a U L a) B b) B L U c) B L U B L d) U B L e) U QUESTÃO 11 (UEA AM/014) Considere uma câmara em cujo interior atua um campo magnético constante, indicado por X, perpendicular ao plano da folha e entrando nela. Um próton, um elétron e um feixe de radiação gama penetram no interior desta câmara por uma abertura comum, como mostra a figura. O próton e o elétron passam pela entrada com a mesma velocidade, e os números indicam os possíveis pontos de colisão dos três componentes citados com a Considerando as informações acima e os conceitos de eletricidade e magnetismo, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas: ( ) A partícula da trajetória II possui carga positiva e a da trajetória IV possui carga negativa. ( ) Supondo que todas as partículas tenham mesma carga, a da trajetória II tem maior massa que a da trajetória I. ( ) Supondo que todas as partículas tenham mesma massa, a da trajetória III tem maior carga que a da trajetória II. ( ) Se o módulo do campo magnético B fosse aumentado, todas as trajetórias teriam um raio maior. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo. a) V V V F. b) F V F V. c) V F V V. d) V V F F. e) F F V V. QUESTÃO 13 (PUC GO/016) VIII Para que a vida me fosse estrada e o mundo um labirinto, fiz da força esta humana
4 incerteza do que sinto. (VIEIRA, Delermando. Os tambores da tempestade. Goiânia: Poligráfica, 010. p. 30.) No fragmento do texto, fiz da força esta humana / incerteza do que sinto, temos o termo força usado com um sentido diferente do que se usa geralmente para classificar determinadas grandezas físicas. Analise as afirmações: I. Uma carga puntiforme negativa colocada numa região em que existe um campo elétrico uniforme sofre uma força elétrica, gerada por esse campo, na mesma direção e com sentido contrário ao campo. II. Uma carga puntiforme positiva em repouso numa região em que existe um campo magnético uniforme sofre uma força magnética, gerada por esse campo, na direção perpendicular ao campo. III. A força elétrica de atração entre duas cargas puntiformes de sinais opostos não é alterada se colocarmos uma terceira carga puntiforme, positiva ou negativa, próxima das duas. IV. Se uma partícula carregada com carga positiva estiver em equilíbrio sob a ação apenas de uma força gravitacional e uma força magnética, os campos gravitacional e magnético geradores dessas forças estão na mesma direção e com sentidos opostos. Consideradas as afirmativas apresentadas, assinale a única alternativa cujos itens estão todos corretos: a) I e III. b) I e IV. c) II e III. d) II e IV. QUESTÃO 14 (ITA SP/016) Um líquido condutor (metal fundido) flui no interior de duas chapas metálicas paralelas, interdistantes de,0 cm, formando um capacitor plano, conforme a figura. Toda essa região interna está submetida a um campo homogêneo de indução magnética de 0,01 T, paralelo aos planos das chapas, atuando perpendicularmente à direção da velocidade do escoamento. Assinale a opção com o módulo dessa velocidade quando a diferença de potencial medida entre as placas for de 0,40 mv. a) cm/s b) 3 cm/s c) 1 m/s d) m/s e) 5 m/s QUESTÃO 15 (Centro Università rio de Franca SP/016) A figura representa um campo magnético constante, originado por um ímã NORTE-SUL, e um campo elétrico, também constante, originado por um par de placas planas paralelas e eletrizadas com sinais opostos, que coexistem simultaneamente em uma determinada região. Um fio condutor F passa por esta região, que está destacada na figura, conectado a uma fonte de tensão contínua G. Os sentidos do vetor campo magnético, do vetor campo elétrico e da corrente elétrica que atravessa o fio condutor, todos dentro da região destacada, estão representados, correta e respectivamente, por: a) b) c) d) e) QUESTÃO 16 (IFGO/016) Em um laboratório de espectroscopia, um dispositivo emite cátions que se deslocam a uma velocidade v muito elevada. Nesse dispositivo é possível regular a intensidade do campo elétrico (E) e do campo magnético (B) de modo que esses cátions possam ter a trajetória retilínea mostrada na figura a seguir: Na situação acima descrita, temos que o campo magnético e uniforme tem intensidade de 4,0 10 T e a velocidade dos cátions emitidos é de 5, m/s. Então, a intensidade do campo elétrico uniforme que deve ser imposto na região por onde passará os cátions deverá ser de a) 1, V/m. b), V/m. c), V/m. d), V/m. e) 1, V/m. QUESTÃO 17 (UEG GO/016) Uma partícula de 9, kg carregada com carga elétrica de 1, C penetra perpendicularmente em um campo magnético uniforme de 1, T, quando sua velocidade está em 1, m/s. Ao entrar no campo magnético, a carga passa a descrever um círculo. O raio desse círculo, em metros, é
5 a) 9, b) 9, c) 9, d) 9,0 10 QUESTÃO 18 (UNCISAL/016) Um campo magnético pode barrar partículas radioativas? O campo magnético atua sobre partículas com carga elétrica não nula, exercendo sobre elas uma força magnética que se desvia de sua trajetória inicial. [...] Um campo magnético poderá também interferir no desempenho de equipamentos eletrônicos sensíveis que estejam por perto. [...] Felizmente, para nossa proteção, a Terra é envolvida por um campo magnético que 'blinda' os prótons, os elétrons e outras partículas com carga elétrica proveniente do Sol. Algumas dessas podem, no entanto, atingir a superfície terrestre e podem causar problemas se seu fluxo for intenso. Disponível em: < Acesso em: 16 nov Durante um experimento, um aplicado estudante de física verificou que, de fato, o campo magnético atua sobre partículas carregadas, alterando sua trajetória inicial. Nesse experimento, partículas A, C e D são emitidas de uma fonte radioativa e penetram num recipiente onde existe um campo magnético uniforme. As três partículas penetram com velocidades iguais, perpendiculares ao campo magnético B. Devido ao gás de baixa pressão contido nesse recipiente, as trajetórias das partículas podem ser vistas, conforme indicado na figura. acelerada devido à força magnética que age sobre ela. GABARITO: 1) Gab: C ) Gab: 70 3) Gab: D 4) Gab: F mag = F cent F mag = qvb mv o Fcent R mv o R qb 5) Gab: B 6) Gab: B 7) Gab: D 8) Gab: A força magnética será vertical e dirigida para cima, de acordo com a regra da mão esquerda. Para que a velocidade da partícula eletrizada seja constate, força eletrostática deverá equilibrar a força magnética e, portanto, deverá ser vertical e dirigida para baixo. Sendo a carga da partícula positiva, o campo elétrico terá o mesmo sentido da força elétrica e as linhas de força do campo serão orientadas da placa P 1 para a placa P. v = 5, m/s 9) Gab: D 10) Gab: E 11) Gab: E 1) Gab: D 13) Gab: A 14) Gab: D 15) Gab: D 16) Gab: D 17) Gab: D 18) Gab: C Se as partículas carregadas possuem cargas de mesmo módulo, o estudante pode afirmar que a) a partícula A tem carga positiva, a partícula D tem carga negativa e a massa da partícula A é menor que a massa da partícula D. b) a partícula A tem carga negativa, a partícula D tem carga positiva e a massa da partícula A é maior que a massa da partícula D. c) a partícula A tem carga positiva, a partícula D tem carga negativa e a massa da partícula A é maior que a massa da partícula D. d) a partícula A tem carga negativa, a partícula D tem carga positiva e a massa da partícula A é menor que a massa da partícula D. e) a partícula A tem carga negativa, a partícula D tem carga positiva e a partícula C é
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