Lista de Exercícios. Campo Magnético e Força Magnética

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1 Lista de Exercícios Campo Magnético e Força Magnética 1. Um fio retilíneo e longo é percorrido por uma corrente contínua i = 2 A, no sentido indicado pela figura. Determine os campos magnéticos B P e B Q gerados por essa corrente nos pontos P e Q. Dado: μ 0 = 4π T. m/a. 2. A 40 cm de um fio longo e retilíneo o campo magnético tem intensidade de T. Qual é a corrente que percorre o fio? Adote μ 0 = 4π T. m/a. 3. Dois fios condutores, dispostos paralelamente, estão separados um do outro pela distância b = 10,0 cm. Por eles passam as correntes I 1 e I 2 que valem respectivamente, 0,50 A e 1,00 A, em sentidos opostos, conforme a figura. Determine os vetores indução magnética B nos pontos A e B. Dado: μ 0 = 4π T. m/a. 4. Uma corrente elétrica i constante atravessa um fio comprido e retilíneo, no sentido indicado na figura I, criando, a seu redor, um campo magnético. O módulo do vetor indução magnética em cada um dos pontos A e B de um reta perpendicular ao fio e distantes 2,0 cm do mesmo é igual a 4, T. Considere, agora, outro fio, também comprido e retilíneo, distante 2,0 cm tanto de A como de B, cruzando com o primeiro, mas sem tocá-lo. Os dois fios e os pontos A e B estão praticamente no mesmo plano, como mostra a figura II. Se a corrente que atravessa o segundo fio, no sentido indicado na figura, também e i, qual será o módulo do vetor indução magnética resultante: a) No ponto A da figura II? b) No ponto B da figura II?

2 5. Determine as características (intensidade, direção e sentido) do campo indução magnética criado no centro de cada espira. Considere μ 0 = 4π T. m/a. a) I 1 = 4 A; r 1 = 50 cm. b) I 2 = 3 A; r 2 = 10 cm. 6. Duas espiras circulares concêntricas e coplanares, e raios 4π m e 5π m, são percorridas por correntes de 4 A e 6 A, como mostra a figura a seguir. Determine a intensidade do vetor campo magnético resultante no centro das espiras. Considere: μ 0 = 4π T. m/a. 7. Uma bobina chata é formada de 100 espiras circulares de raio 0,2 m. Sabendo que as espiras são percorridas por uma corrente de 8 A, determine a intensidade do vetor campo magnético no seu centro. Dado: μ 0 = 4π T. m/a. 8. Considere o circuito fechado de raios de R 1 = 10 cm e R 2 =20 cm, como indica a figura. Sabendo que o meio é o vácuo, onde μ 0 = 4π T. m/a e i = 8 A, calcule as características do vetor campo magnético resultante no ponto C.

3 9. O condutor retilíneo muito longo indicado na figura é percorrido pela corrente i = 62,8 A. Qual deverá ser o valor da corrente i na espira circular de raio R, a fim de que seja mulo campo de indução magnética resultante no centro O da mesma? Considere μ 0 = 4π T. m/a. 10. Duas espiras circulares, de mesmo centro C, possuem raios R 1 = 4,0 cm e R 2 = 12 cm (veja a figura). A espira de raio R 2 é percorrida por uma corrente i 2 = 30 A no sentido mostrado na figura. Qual deve ser a intensidade da corrente i 1, de sentido contrário ao da corrente i 2, que deverá percorrer a espira de raio R 1 para que campo magnético resultante criado pelas duas espiras no ponto C seja nulo? 11. O solenóide da figura, imerso no vácuo, é formado por 12 espiras e tem comprimento 20 cm. Calcule o módulo, a direção e o sentido indução magnética no interior desse solenóide, sabendo que i = 6 A. Dado: μ 0 = 4π T. m/a. 12. Um solenóide de 1000 espiras por metro é percorrido por uma corrente de intensidade i. Sabendo que o vetor indução magnética no seu interior tem intensidade 8π.10-4 T, determine i. 13. No interior de um solenóide de comprimento 16 cm, registra-se um campo de indução magnética de intensidade 5π.10-4 T, quando ele é percorrido por uma corrente de 8 A. Quantas espiras tem esse solenóide? Adote μ 0 = 4π T. m/a. 14. Represente a força magnética que atua sobre a carga q, lançada com velocidade v num campo de indução magnética uniforme B, nos casos seguintes:

4 15. Uma partícula elétrica de carga q desloca-se com velocidade m/s, formando um ângulo Θ com um campo magnético uniforme de intensidade T, conforme indica a figura. Caracterize a força magnética que atua sobre a partícula nos seguintes casos: a) Θ = 45 e q = 4 µc b) Θ = 0 e q = -5 µc 16. Uma câmara de bolhas é representada na figura seguinte, com campo magnético perpendicular à folha deste papel e orientado para fora. Uma partícula com carga positiva é então introduzida na câmara de bolhas, com velocidade v, perpendicularmente a B. Dados: B = 1,0 T; v = m/s; q = 3, C. a) Represente na figura o vetor força magnética que atua na partícula b) Calcule a intensidade dessa força.

5 17. Uma partícula com carga 2 µc é lançada perpendicularmente a um campo magnético uniforme de intensidade de T, com velocidade de 200 m/s, conforme indica a figura. Sabendo que a partícula atinge o ponto O, determine a massa da partícula. 18. Exercícios Retirado. 19. Uma partícula, com massa m = 9, kg e carga q = - 1, C, desloca-se numa orbita circular de raio R = 20 cm, perpendicularmente a uma campo de indução magnética de intensidade B = 4, T. Calcule a velocidade da partícula. 20. Os condutores das figuras são percorridos por uma corrente elétrica i e estão imersos num campo magnético uniforme B. Represente, em cada caso, a força magnética que age sobre cada condutor. 21. Um condutor retilíneo de comprimento 0,4 m é percorrido por uma corrente de intensidade 5,0 A. O condutor está imerso num campo magnético de intensidade T, formando com a direção do campo um ângulo de 60. Determine a intensidade da força magnética que atua sobre o condutor. Faça sen 60 = 0, Um condutor retilíneo de comprimento 50 cm, percorrido por uma corrente de intensidade 2,5 A, é colocado no interior de um campo magnético uniforme de intensidade T. Calcule a intensidade da força magnética que age sobre o condutor nos casos abaixo. a) O condutor é colocado paralelamente ao vetor indução magnética. b) O condutor é colocado perpendicularmente ao vetor indução magnética. 23. Calcule a intensidade da força magnética que age em um condutor de 20 cm percorrido por uma corrente elétrica de 10 A, colocado perpendicularmente às linhas de indução de um campo magnético de intensidade 1 T. Indique, em que esquema, a direção e o sentido da força. 24. Um segmento de condutor reto e horizontal, tendo comprimento l = 20 cm e massa m = 40 g, percorrido por corrente i = 5,0 A, está em equilíbrio sob as ações exclusivas da gravidade g e de um campo magnético B horizontal Adote g = 10 m/s 2. Determine B e o sentido de i.

6 25. Um fio de 10 cm de comprimento, no qual circula uma corrente de 50 A, é colocado entre os pólos de um imã como indicado na figura. Supondo que o campo magnético gerado pelo imã é de T, calcule a força que age sobre o fio, em unidade de 10-3 N. Questões Conceituais I. O que são substâncias paramagnéticas e diamagnéticas? Dê exemplos. II. O que são imãs permanentes e imãs transitórios? Dê exemplos. III. Qual a influencia da temperatura sobre a imantação? IV. O que ocorre se colocarmos um imã sobre uma fita magnética? V. Como se determina a intensidade da força magnética entre dois fios paralelos e percorridos por correntes: a) De mesmo sentido? b) De sentidos opostos? VI. O que é corrente induzida? Como ela pode ser obtida? VII. Como funciona o dínamo de uma bicicleta?

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