a) Quais são os polos magnéticos M e N da agulha magnética da bússola? b) Quais são os polos P e Q do imã?

Transcrição

1 Professor: Luciano Dias Campo Magnético e Fontes de Campo Magnético 01-(UFB) Uma bússola tem sua agulha magnética orientada com um polo (M) indicando Roraima e o outro (N) indicando o Paraná. A seguir, aproxima-se a agulha magnética dessa bússola bem perto da extremidade de um imã cujos polos são (P) e (Q), até que o equilíbrio estável seja atingido (ver figura). a) Quais são os polos magnéticos M e N da agulha magnética da bússola? b) Quais são os polos P e Q do imã? 02-(UFB) Pares de imãs em forma de barra são dispostos conforme indicam as figuras a seguir: A letra N indica o polo Norte e o S o polo Sul de cada uma das barras. Entre os imãs de cada um dos pares anteriores (a), (b) e (c) ocorrerão, respectivamente, forças de: a) atração, repulsão, repulsão; b) atração, atração, repulsão; c) atração, repulsão, atração; d) repulsão, repulsão, atração; e) repulsão, atração, atração. 03-(PUC-SP) Três barras, PQ, RS e TU, são aparentemente idênticas. Verifica-se experimentalmente que P atrai S e repele T; Q repele U e atrai S. Então, é possível concluir que: a) PQ e TU são ímãs b) PQ e RS são imãs c) RS e TU são imãs d) as três são imãs

2 e) somente PQ é imã 04-(UFB) Tem-se três barras, AB, CD, EF, aparentemente idênticas. Experimentalmente constata-se que: I a extremidade A atrai a extremidade D; II A atrai a extremidade C; III D repele a extremidade E ; Então: a) AB, CD e EF são ímãs. b) AB é ímã, CD e EF são de ferro. c) AB é de ferro, CD e EF são ímãs. d) AB e CD são de ferro, EF é ímã. e) CD é ímã, AB e EF são de ferro. 05-(ITA) Um pedaço de ferro é posto nas proximidades de um ímã, conforme o esquema abaixo. Qual é a única afirmação correta relativa à situação em apreço? a) é o imã que atrai o ferro b) é o ferro que atrai o ímã c) a atração do ferro pelo ímã é mais intensa do que a atração do ímã pelo ferro d) a atração do ímã pelo ferro é mais intensa do que a atração do ferro pelo ímã e) a atração do ferro pelo ímã é igual à atração do ímã pelo ferro 06-(UFPA) Para ser atraído por um ímã, um parafuso precisa ser: a) mais pesado que o ímã b) mais leve que o ímãc) de latão e cobre d) imantado pela aproximação do ímã e) formando por uma liga de cobre e zinco 07-(UFPA) A Terra é considerada um imã gigantesco, que tem as seguintes características:

3 a) O polo Norte geográfico está exatamente sobre o polo sul magnético, e o Sul geográfico está na mesma posição que o norte magnético. b) O polo Norte geográfico está exatamente sobre o polo norte magnético, e o Sul geográfico está na mesma posição que o sul magnético. c) O polo norte magnético está próximo do polo Sul geográfico, e o polo sul magnético está próximo do polo Norte geográfico. d) O polo norte magnético está próximo do polo Norte geográfico, e o polo sul magnético está próximo do polo Sul geográfico. e) O polo Norte geográfico está defasado de um ângulo de 45º do polo sul magnético, e o polo Sul geográfico está defasado de 45º do polo norte magnético. 08-(UnB-DF) Três chaves de fenda que podem estar com as pontas imantadas, cujos pólos são X, Y e Z, são aproximadas do pólo K de um imã. Observamos que os polos X e Y são atraídos e Z, repelido. Se a chave X é um polo sul, podemos afirmar que: I. Y é um polo norte. II. Z e K são polo norte. III. Y não está imantada e K é um polo sul. a) apenas I está correta b) I e II estão corretas c) I e III estão corretas d) apenas II está correta e) todas estão corretas

4 09-(UFAL-AL) Dois ímãs idênticos, em forma de barra, são fixados paralelamente. No ponto médio P, equidistante dos dois ímãs, como mostra a figura, o vetor indução magnética resultante deve ser representado pelo vetor 10-(UEL-PR) A agulha de uma bússola assume a posição indicada na figura a seguir quando colocada numa região onde existe, além do campo magnético terrestre, um campo magnético uniforme e horizontal. Considerando a posição das linhas de campo uniforme, desenhadas na figura, o vetor campo magnético terrestre na região pode ser indicado pelo vetor: 11-(UFSC-SC) A figura representa as linhas de indução do campo magnético terrestre. O magnetismo terrestre levou à invenção da bússola, instrumento essencial para as grandes navegações e descobrimentos do século XV e, segundo os historiadores, já utilizada pelos chineses desde o século X. Em 1600, William Gilbert, em sua obra denominada De Magnete, explica que a orientação da agulha magnética se deve ao fato de a Terra se comportar como um imenso ímã, apresentando dois pólos magnéticos. Muitos são os fenômenos relacionados com o campo magnético terrestre. Atualmente, sabemos que feixes de partículas eletrizadas (elétrons e prótons), provenientes do espaço cósmico, são capturados pelo campo magnético terrestre, ao passarem nas proximidades da Terra, constituindo bom exemplo de movimento de partículas carregadas em um campo magnético.

5 Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S): 01. O sentido das linhas de indução, mostradas na figura, indica que o pólo sul magnético está localizado próximo ao pólo norte geográfico. 02. O sentido das linhas de indução, mostradas na figura, indica que o pólo norte magnético está localizado próximo ao pólo norte geográfico. 04. As linhas de indução do campo magnético da Terra mostram que ela se comporta como um gigantesco ímã, apresentando dois pólos magnéticos. 08. O pólo norte da agulha de uma bússola aponta sempre para o pólo sul magnético da Terra. 16. O módulo do campo magnético terrestre aumenta, à medida que se afasta da superfície da Terra. 12-(UEMG-MG) O ano de 2009 foi o Ano Internacional da Astronomia. A 400 anos atrás, Galileu apontou um telescópio para o céu, e mudou a nossa maneira de ver o mundo, de ver o universo e de vermos a nós mesmos. As questões, a seguir, nos colocam diante de constatações e nos lembram que somos, apenas, uma parte de algo muito maior: o cosmo. Um astronauta, ao levar uma bússola para a Lua, verifica que a agulha magnética da bússola não se orienta numa direção preferencial, como ocorre na Terra. Considere as seguintes afirmações, a partir dessa observação:

6 1. A agulha magnética da bússola não cria campo magnético, quando está na Lua. 2. A Lua não apresenta um campo magnético. Sobre tais afirmações, marque a alternativa CORRETA: a) Apenas a afirmação 1 é correta. b) Apenas a afirmação 2 é correta. c) As duas afirmações são corretas. d) As duas afirmações são falsas (PUC SP) Na figura abaixo temos a representação de dois condutores retos, extensos e paralelos. A intensidade da corrente elétrica em cada condutor é de 20 2A nos sentidos indicados. O módulo do vetor indução magnética resultante no ponto P, sua direção e sentido estão mais bem representados em Adote 0 = T m/a a) T e b) T e c) T e d) T e e) T e 14 - (MACK SP) Certo condutor elétrico cilíndrico encontra-se disposto verticalmente em uma região do espaço, percorrido por uma intensidade de corrente elétrica i, conforme mostra a figura ao lado. Próximo a esse condutor, encontra-se a agulha imantada de uma bússola, disposta horizontalmente. Observando-se a situação, acima do plano horizontal da figura, segundo a vertical descendente, assinale qual é o esquema que melhor ilustra a posição correta da agulha.

7 15 - (UEPG PR) Sobre campos magnéticos, assinale o que for correto. 01. Cada ponto de um campo magnético é caracterizado por um vetor campo magnético B. 02. A presença de cargas elétricas em uma determinada região do espaço gera, nessa região, um campo magnético. 04. As linhas de campo magnético, na região exterior do ímã, são dirigidas do polo norte para o polo sul, enquanto que no interior do ímã elas são orientadas no sentido polo sul para o polo norte. 08. A orientação das linhas de campo em uma dada região do espaço caracteriza a intensidade do campo magnético nessa região. 16-(PUC-BA) Uma espira circular é percorrida por uma corrente elétrica contínua, de intensidade constante. Quais são as características do vetor campo magnético no centro da espira? a) É constante e perpendicular ao plano da espira. b) É constante e paralelo ao plano da espira. c) No centro da espira é nulo. d) É variável e perpendicular ao plano da espira. e) É variável e paralelo ao plano da espira. 17-(UFRN-RN) Em alguns equipamentos eletroeletrônicos, costuma-se torcer, juntos, os fios que transportam correntes elétricas, para se evitarem efeitos magnéticos em pontos distantes do equipamento, onde há outros dispositivos. Por exemplo, a tela fluorescente de um televisor, na qual incidem elétrons, não deve sofrer influência magnética das correntes que fluem em outras partes do aparelho, senão ocorreriam distorções ou interferências na imagem.

8 Esses efeitos magnéticos indesejáveis serão evitados com maior eficácia os fios a serem torcidos forem percorridos por correntes de a) mesmo valor e mesmo sentido. b) mesmo valor e sentidos contrários. c) valores diferentes e sentidos contrários. d) valores diferentes e mesmo sentido. 18-(ITA-SP) Uma espira circular de raio R é percorrida por uma corrente i. A uma distância 2R de seu centro encontra-se um condutor retilíneo muito longo que é percorrido por uma corrente i 1 (conforme a figura). As condições que permitem que se anule o campo de indução magnética no centro da espira são, respectivamente, a) (i 1 /i) = 2π e a corrente na espira no sentido horário. b) (i 1 /i) = 2π e a corrente na espira no sentido anti-horário. c) (i 1 /i) = π e a corrente na espira no sentido horário. d) (i 1 /i) = π e a corrente na espira no sentido anti-horário. e) (i 1 /i) = 2 e a corrente na espira no sentido horário. 19-(UFAC-AC) Uma espira circular de raio R é mantida próxima de um fio retilíneo muito grande percorrido por uma corrente i f = 62,8 A, com o sentido indicado pela figura. Qual a intensidade e o sentido da corrente i e que percorrerá a espira para que o campo magnético resultante no centro C da mesma seja nulo?

9 a) mesmo valor e mesmo sentido. b) mesmo valor e sentidos contrários. c) valores diferentes e sentidos contrários. d) valores diferentes e mesmo sentido. 20-(UF-BA) Duas espiras circulares, concêntricas e coplanares, de raios R 1 e R 2, sendo R 1 =0,4R 2, são percorridas respectivamente pelas correntes i 1 e i 2 ; O campo magnético resultante no centro da espira é nula. A razão entre as correntes i 1 e i 2 é igual a: a) 0,4 b) 1,0 c) 2,0 d) 2,5 e) 4,0 21-(UEPB) Uma espira circular de raio R=0,1m e com centro no ponto C é percorrida por uma corrente i 1, no sentido anti-horário. A espira está apoiada sobre um fio retilíneo longo que é percorrido por uma corrente i 2, como indica a figura. No entanto, não há contato elétrico entre o fio e a espira e, como os fios são muito finos, pode-se considerar como sendo R a distância entre o fio retilíneo e o centro da espira. Verifica-se que o campo magnético resultante no centro da espira é nulo. Para que isso ocorra, determine: Considere μ= Tm/A e π=3 a) o sentido de i 2 b) o valor da razão i 2 /i 1

10 22-(UFMS-MS) A figura a seguir representa um eletroímã e um pêndulo, cuja massa presa à extremidade é um pequeno imã. Ao fechar a chave C, é correto afirmar que a) o imã do pêndulo será repelido pelo eletroímã. b) o imã do pêndulo será atraído pelo eletroímã. c) o imã do pêndulo irá girar 180 em torno do fio que o suporta. d) o polo sul do eletroímã estará à sua esquerda. 23-(UERJ-RJ) Considere a situação em que um menino enrola várias espiras de um fio condutor de eletricidade ao redor de uma barra de ferro. Leia, agora, as afirmações abaixo: I Se a barra for de material isolante, ela se comportará como um condutor. II Se a barra de ferro for um magneto, uma corrente elétrica circulará pelas espiras. III Se uma corrente elétrica circular pelas espiras, a barra de ferro se comportará como um isolante. IV Se uma corrente elétrica circular pelas espiras, a barra de ferro se comportará como um magneto. A afirmativa que se aplica à situação descrita é a de número: a) I b) II c) III d) IV 24-(UNIFESP-SP) A figura representa uma bateria, de força eletromotriz E e resistência interna r = 5,0Ω, ligada a um solenoide de 200 espiras. Sabe-se que o amperímetro marca 200 ma e o voltímetro marca 8,0 V, ambos supostos ideais.

11 Qual a intensidade do campo magnético gerado no ponto P, localizado no meio do interior vazio do solenoide? Dados: μ o =4π.10-7 T.m/A; B = μ o (N/L) i (módulo do campo magnético no interior de um solenóide) 25-(UNICAMP-SP) Um solenóide ideal, de comprimento 50 cm e raio 1,5 cm, contém 2000 espiras e é percorrido por uma corrente de 3,0A. O campo de indução magnética é paralelo ao eixo do solenóide e sua intensidade B é dada por: B = n I, onde n é o número de espiras por unidade de comprimento e I é a corrente. Sendo μ o = 4π.10-7 Tm/A: a) qual é o valor de B ao longo do eixo do solenoide? GABARITO 01- a) O pólo da agulha magnética da bússola que aponta para Roraima (M) é seu pólo Norte e a que aponta para o Paraná (N) é seu pólo Sul. b) Observe na figura que N atrai P e, como N é Sul, P é Norte Q é Sul. 02- R- A Veja teoria 03- R- A lembre-se de que imã atrai ferro independente da polaridade e que pólos de mesmo nome se repelem e de nomes opostos se atraem 04- R- C lembre-se de que imã atrai ferro independente da polaridade e que pólos de mesmo nome se repelem e de nomes opostos se atraem 05- R- E As forças magnéticas obedecem ao princípio da ação e reação (tem sempre mesma intensidade, mesma direção mas sentidos contrários) e surgem sempre aos pares. 06- R- D veja teoria

12 07- R- C veja teoria 08- R- D veja teoria 09- Observe a figura abaixo onde estão traçadas as linhas de indução do imã da esquerda (1) e da direita (2) que passam pelo ponto P O vetor indução magnética que é tangente ao ponto P tem direção vertical e sentido da linha de indução, ou seja, para baixo o vetor indução magnética que é tangente ao ponto P tem direção vertical e sentido da linha de indução, ou seja, para cima observe que esses dois vetores se anulam no ponto P R- E 10- Veja que, a soma vetorial do campo magnético terrestre com o campo magnético horizontal fornece o campo magnético resultante da bússola R- E Correto veja teoria 02- Falso o pólo norte magnético está localizado próximo do pólo sul geográfico 04- Correta veja teoria 08- Correta veja teoria 16- Falsa à medida que se afasta da superfície da Terra, a intensidade do campo magnético terrestre diminui Soma ( )= Falsa o campo magnético da agulha existe, porém, para que essa agulha sofra alguma deflexão, ela tem que sofrer influência de outro campo magnético. 2. Correta a agulha da bússola não sofre deflexão, é porque ela não está em presença de algum campo magnético, sendo, portanto, nulo o campo magnético na Lua.

13 R- B 13-Gab: C 14 - Gab: A 15 - Gab: R- A veja teoria 17- Os vetores indução magnética devem se anular e, para isso, as correntes nas espiras circulares devem ter mesma intensidade e sentidos contrários R- B 18- A intensidade do campo magnético no centro da espira é fornecido por Be=μi/2πR e o campo magnético no centro da esfera originado pelo fio retilíneo é fornecido por Bf=μi 1 /2R para que o campo resultante seja nulo Be=Bf μi/2πr= μi 1 /2R i=i 1 /2π i/i 1 =2π o campo magnético no centro da espira originado pela corrente no fio é perpendicular ao plano da folha e entrando nela o campo magnético no centro da espira originado por ela deve estar saindo da folha de papel para que eles possam se anular e, para isso, a corrente na espira deve ser no sentido anti-horário R- B 19- A direção e sentido do campo magnético originado no centro da espira pelo fio retilíneo é fornecida pela regra da mão direita e tem direção perpendicular ao papel e entrando nele (figura 1) e tem intensidade B f =μi f /2πR B f =62,8μ/2πR para que o campo magnético resultante no centro da espira seja nulo, o campo magnético aí deve ser perpendicular ao papel e saindo dele e, para que isso ocorra o sentido da corrente elétrica deve ser anti-horário (fornecido pela regra da mão direita figura 2) e deve ter intensidade B e =μ.i e /2R como o campo magnético resultante deve ser nulo B e =B f μ.i e /2R=62,8μ/2πR i e =62,8/π i e 20 A e sentido anti-horário 20- Os dois campos B 1 e B 2 devem se anular B 1 =μi 1 /2R 1 B 1 =μi 1 /0,8R 2 B 2 =μi 2 /2R 2 B 1 =B 2 μi 1 /0,4R 2 =μi 2 /2R 2 I 1 /i 2 =0,4 R- A 21- a) A espira produz em C um campo magnético B2 perpendicular à folha e saindo dela (regra da mão direita) para que os campos se anulem a corrente no fio deve ser da direita para a esquerda, produzindo em C, um campo perpendicular à folha e entrando nela (regra da mão direita) b) espira B1=μi1/2R fio B2= μi2/2πr B1=B2 μi1/2r= μi2/2πr i2/i1=π=3

14 22- Fechando a chave, colocando a corrente no sentido indicado (sai do pólo sul do gerador) e aplicando a regra da mão direita você verifica que as linhas de indução do campo magnético gerado pelo eletroímã saem do pólo norte, à esquerda e entram no pólo sul, à direita o imã será atraído pólos opostos se atraem R- B 23- Se uma corrente elétrica circular pelas espiras, a barra de ferro se comportará como um magneto (imã) R- D 24- B=4.π.10-7.(200/0,2) =4.π B=8,0π.10-5T 25- a) B=4π.10-7.(2.000/0,5).3 B=48.π.10-4 B=4,8.π.10-3T