Lista de Magnetismo - 3 ano Profº: Luciano Dias

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1 Conteúdos - MAGNETISMO, - CAMPO MAGNÉTICO INDUZIDO - FORÇA MAGNÉTICA COLÉGIO APHONSIANO Educando com Seriedade Lista de Magnetismo - 3 ano Profº: Luciano Dias Observação: O quadro abaixo informa quais competências e habilidades serão verificadas nesta avaliação. C Competência; H Habilidade. C1 Compreender as ciências naturais e as tecnologias a elas associadas como construções humanas, percebendo seus papéis nos processos de produção e no desenvolvimento econômico e social da humanidade. H1 Reconhecer características ou propriedades de fenômenos ondulatórios ou oscilatórios, relacionando-os a seus usos em diferentes contextos. H2 Associar a solução de problemas de comunicação, transporte, saúde ou outro, com o correspondente desenvolvimento científico e tecnológico. C2 Identificar a presença e aplicar as tecnologias associadas às ciências naturais em diferentes contextos. H5 Dimensionar circuitos ou dispositivos elétricos de uso cotidiano. H6 Relacionar informações para compreender manuais de instalação ou utilização de aparelhos, ou C5 sistemas tecnológicos de uso comum. Entender métodos e procedimentos próprios das ciências naturais e aplicá-los em diferentes contextos. H17 Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de linguagem e representação usadas nas ciências físicas, químicas ou biológicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas ou linguagem simbólica. H18 Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicas de produtos, sistemas ou procedimentos tecnológicos às finalidades a que se destinam. C6 Apropriar-se de conhecimentos da física para, em situações problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico-tecnológicas. H20 Caracterizar causas ou efeitos dos movimentos de partículas, substâncias, objetos ou corpos celestes. H21 Utilizar leis físicas e (ou) químicas para interpretar processos naturais ou tecnológicos inseridos no contexto da termodinâmica e(ou) do eletromagnetismo. 1. (FUVEST) A figura I adiante representa um imã permanente em forma de barra, onde N e S indicam, respectivamente, pólos norte e sul. Suponha que a barra seja dividida em três pedaços, como mostra a figura II.

2 Colocando lado a lado os dois pedaços extremos, como indicado na figura III, é correto afirmar que eles a) se atrairão, pois A é pólo norte e B é pólo sul. b) se atrairão, pois A é pólo sul e B é pólo norte. c) não serão atraídos nem repelidos. d) se repelirão, pois A é pólo norte e B é pólo sul. e) se repelirão, pois A é pólo sul e B é pólo norte. 2. (UECE) Um ímã permanente retilíneo, cujos extremos N e S são os pólos norte e sul, respectivamente, acha-se representado na figura (1). Suponha que a barra ímã seja dividida em três partes, segundo mostra a figura (2). Por fim, os segmentos das extremidades são colocados lado a lado, como na figura (3). Nesta situação, é correto afirmar que: a) eles se atrairão, pois x é pólo norte e y é pólo sul b) eles se atrairão, pois x é pólo sul e y é pólo norte c) eles se repelirão, pois x é pólo norte e y pólo sul d) eles se repelirão, pois x é pólo sul e y é pólo norte 3. Pares de imãs em forma de barra são dispostos conforme indicam as figuras a seguir: 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. A letra N indica o pólo Norte e o S o pólo Sul de cada uma das barras. Entre os imãs de cada um dos 4. Tem-se três barras, AB, CD, EF, aparentemente idênticas. Experimentalmente constata-se que: a) AB, CD e EF são ímãs. I - a extremidade A atrai a extremidade D; II - A atrai a extremidade C; III - D repele a extremidade E ; 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. Então:

3 5. (UFRS) A figura (a) representa uma metade magnetizada de uma lâmina de barbear, com os pólos norte e sul indicados respectivamente pelas letras N e S. Primeiramente, esta metade de lâmina é dividida em três pedaços, como indica a figura (b). A seguir, os pedaços 1 e 3 são colocados lado a lado, como indica a figura (c). Nestas condições, podemos afirmar que os pedaços 1 e 3 se, pois P assinala um pólo e Q um pólo. A alternativa que preenche corretamente as lacunas na afirmativa anterior é: a) atrairão - norte - sul b) atrairão - sul - norte c) repelirão - norte - sul d) repelirão - sul - norte e) atrairão - sul - sul 6. (FATEC) Dispõe-se de três barras, idênticas nas suas geometrias, x, y e z, e suas extremidades são nomeadas por x, x, y, y, z e z. É correto concluir que somente a) x e y são ímãs permanentes. b) x e z são ímãs permanentes. c) x é ímã permanente. Aproximando-se as extremidades, verifica-se que x d) y é ímã permanente. e y se repelem; x e z se atraem; y e z se atraem e x e) z é ímã permanente. e y se atraem. 7. (FUVEST) Um objeto de ferro, de pequena espessura e em forma de cruz, está magnetizado e apresenta dois pólos Norte (N) e dois pólos Sul (S). Quando esse objeto é colocado horizontalmente sobre uma mesa plana, as linhas que melhor representam, no plano da mesa, o campo magnético por ele criado, são as indicadas em 8. (UFPEL) Considere um ímã permanente e uma barra de ferro inicialmente não imantada, conforme a figura a seguir. Ao aproximarmos a barra de ferro do ímã, observa-se a formação de um pólo em A, um pólo em B e uma entre o ímã e a barra de ferro.

4 A alternativa que preenche respectiva e corretamente as lacunas da afirmação anterior é a) norte, sul, repulsão b) sul, sul, repulsão. c) sul, norte, atração. d) norte, sul, atração e) sul, norte, repulsão. 9. (UNESP) A figura a seguir representa um condutor retilíneo, percorrido por uma corrente i, conforme a convenção indicada. O sentido do campo magnético no ponto p, localizado no plano da figura, é 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. 10. (FUVEST) 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. 11. (UNESP) Um fio longo e retilíneo é percorrido por uma corrente elétrica constante I e o vetor indução magnética em um ponto próximo ao fio tem módulo B. Se o mesmo fio for percorrido por uma corrente elétrica constante igual a 3I, determine o valor do módulo do vetor indução magnética, no mesmo ponto próximo ao fio. 12. Uma espira circular tem raio 0,2 m e é percorrida por uma corrente de 5A no sentido horário. Determine a intensidade e a orientação do vetor campo magnético no centro da espira. Adote m 0 = T.m/A 13 Uma espira circular de raio R=0,2 m é percorrida por uma corrente elétrica de intensidade i=8a no sentido horário. Dê as características do vetor campo magnético no centro da espira. Adote 0 = T.m/A

5 14. Duas espiras circulares concêntricas e coplanares de raios 0,4 m e 0,8 m são percorridas por correntes de intensidades 1A e 4A, respectivamente, conforme mostra a figura. Determine a intensidade do vetor campo magnético resultante no centro das espiras. Adote 0 = T.m/A 15. No interior de um solenóide de comprimento 0,16m, registra-se um campo magnético de intensidade T, quando ele é percorrido por uma corrente de 8A. Quantas espiras tem esse solenóide? Adote 0 = T.m/A 16. Considere um solenóide de 0,16m de comprimento com 50 espiras. Sabendo que o solenóide é percorrido por uma corrente de 20A, determine a intensidade do campo magnético no seu interior. 17. Um solenóide de 1 metro de comprimento contém 1000 espiras e é percorrido por uma corrente de i. Sabendo que o vetor campo magnético no seu interior vale T, determine i. O solenóide está no vácuo. 18. Uma carga elétrica puntiforme de C, é lançada com velocidade de 4m/s, numa direção perpendicular a um campo magnético, e fica sujeita a uma força de intensidade N. Qual a intensidade do campo magnético? 19. Uma carga elétrica de C é lançada perpendicularmente a um campo magnético de 10-2 T, ficando sob a ação de uma força de N. Determine a velocidade com que a carga foi lançada no campo. 20. Uma partícula elétrica de carga q= C desloca-se com velocidade m/s, formando um ângulo de 45 o com um campo magnético uniforme de intensidade T. Determine a força magnética que atua sobre a partícula. 21. Uma partícula de carga C é lançada perpendicularmente a um campo magnético uniforme de intensidade T, com velocidade 10 3 m/s. Determinar a intensidade da força magnética que atua sobre ela. 22) Um condutor retilíneo AB é alimentado por uma bateria de força eletromotriz E, conforme mostra a figura. Colocando-se esse condutor entre os polos norte e sul de um ímã e fechando-se a chave C, o condutor AB: a) irá se deslocar para cima b) irá se deslocar para baixo c) será atraído pelo polo norte d) será atraído pelo polo sul e) será atraído e repelido de forma alternada 23) A figura representa um solenoide de 20 espiras sendo percorrido por uma corrente de intensidade de 0,1 A.

6 Determine a intensidade do campo magnético gerado no ponto P, localizado no meio do interior vazio do solenoide. a) 4,0.π.10-6 T b) 4, T c) 4,0.π.10-8 T d) 4,0.π.10-6 wb e) 4, wb 24) Uma barra metálica AC de massa desprezível está presa ao teto por duas molas ideais isolantes e idênticas de constante elástica K = 36 N/m, inicialmente sem deformação. A barra é mantida na horizontal e está ligada a um gerador de força eletromotriz E = 120 V com resistência interna desprezível. Uma chave Ch aberta impede a passagem de corrente pelo circuito. Parte da barra está imersa numa região quadrada de lado L = 20 cm, onde atua um campo magnético horizontal uniforme de intensidade B = 0,3 T, perpendicular ao plano da figura e com sentido para dentro dela (Figura 1). Ao fecharmos a chave Ch, uma corrente de intensidade i passa a circular e, devido à ação do campo magnético, surge uma força na barra, causando nessa um deslocamento vertical x (Figura 2). Sabendo que a resistência elétrica total desse circuito vale R = 2 Ω e desconsiderando o campo magnético da Terra, determine x. 25) Duas espiras circulares, concêntricas e coplanares, de raios 10 cm e 20 cm, são percorridas pelas correntes elétricas de intensidades 10 A e 16 A, respectivamente. Sabendo que os sentidos das correntes elétricas giram em sentidos contrários e que as espiras estão no vácuo (4π.10-7 T.m/A), caracterize o vetor campo magnético resultante no centro das espiras. 26) Um condutor reto e horizontal de comprimento l = 20 cm e massa m = 50 g, percorrido por uma corrente de intensidade i = 10 A, encontra-se em equilíbrio sob as ações de um campo magnético de indução B e do campo gravitacional g, conforme a figura. Adote g = 10 m/s². Determine a intensidade de B. B x x x x g

7 27) O trilho eletromagnético é um dispositivo em que a força magnética acelera intensamente um projétil, fazendo-o atingir uma grande velocidade num pequeno intervalo de tempo. A base de funcionamento desse trilho é mostrada nas figuras abaixo. Na figura 1, um projétil está bem encaixado entre os trilhos quando uma corrente elétrica muito intensa circula por eles, passando por um fusível, conforme a ilustração. Essa corrente, quase que instantaneamente, derrete e vaporiza o fusível, transformando-o num gás condutor. A circulação de corrente, nesse sistema, produz um campo magnético B capaz de originar uma força magnética F no gás, fazendo com que este impulsione o projétil (figura 2). Tomando-se como referência a figura 2, pode-se afirmar que o campo magnético B está: a) entrando perpendicularmente ao plano da página. b) na mesma direção e no mesmo sentido da força magnética. c) saindo perpendicularmente ao plano da página. d) na mesma direção e no sentido oposto da força magnética. e) na mesma direção e no mesmo sentido da corrente elétrica. 28) Considere um fio condutor suspenso por uma mola de plástico na presença de um campo magnético uniforme que sai da página, como mostrado na figura abaixo.

8 Considere: O módulo do campo magnético é B=3T. O fio pesa 180 g e seu comprimento é 20 cm. A é um amperímetro ideal. a) 3 A da direita para a esquerda. b) 7 A da direita para a esquerda. c) 0,5 A da esquerda para a direita. d) 2,5 A da esquerda para a direita e) 3 A de cima para baixo 29) Um fio, com comprimento de 10 cm, é percorrido por uma corrente de 2 A e está colocado numa região onde existe um campo magnético uniforme B = 0,4 T em duas situações, mostradas nas figuras I e II. As forças magnéticas que atuam no fio, nos casos I e II, valem, respectivamente: a) 0 N e N. d) N e N. b) N e N. e) 0 N e 8 N. c) 0 N e N. e) 0 N e 0 N. 30) Um condutor elétrico retilíneo e de pequeno diâmetro tem 10 cm de comprimento e, enquanto é percorrido pela corrente elétrica de intensidade i =10 A, se encontra numa região onde existe um campo de indução magnética de intensidade 0,5 T, conforme a figura abaixo. A força de origem eletromagnética que age nesse condutor é: a) F = 5, N, vertical ascendente. b) F = 5, N, vertical descendente. c) F = 5, N, vertical ascendente.

9 d) F = 5, N, vertical descendente. e) F = 5, N, vertical descendente. 31) Dois fios dispostas, como indica a figura, determinam as quatro regiões do plano. As correntes elétricas I' e I'', pelos condutores, podem produzir campos de intensidade nula: a) somente em (I) b) somente em (II) c) somente em (III) d) em (II) e em (IV) e) em (I) e em (III) 32) Uma espira circular de raio R = 20 cm é percorrida por uma corrente elétrica de intensidade i = 40 A. Qual a intensidade do vetor indução magnética criada por essa corrente elétrica no centro O da espira? 33) 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? Ele: a) é constante e perpendicular ao plano da espira b) é constante e paralelo ao plano da espira c) é nulo no centro da espira d) é variável e perpendicular ao plano da espira e) é variável e paralelo ao plano da espira 34) Na figura estão representados um fio muito longo percorrido por uma corrente i 1 e uma espira circular de raio R percorrida pela corrente i 2, ambos num mesmo plano e um tangenciando o outro, conforme a figura. Qual é o valor da razão i 1 / i 2 para que o campo magnético resultante no centro C da espira seja nulo? a) 1/2 b) 1/π c) 2 d) π e) π/2 1. E GABARITO

10 2. D C 5. D 6. A 7. A 8. C 9. C 10. D 11. 3B T ² N N 22 a 23 a 14 x = 5,0 cm 25 B R = 1,2.π.10-6 T Direção : perpendicular ao plano da espira Sentido: entrado ou saindo do papel 26 0,25 T 27 a 28 a 29 a 30 d 31 e 32 B = T 33 a 34 d Lembretes: m p/ cm multiplicar por 100 cm p/ m dividir por 100 m p/ mm multiplicar por 1000 mm p/ m dividir por 1000 kg p/ g multiplicar por 1000 g p/ kg dividir por 1000 cuidado com as expressões matemática para cálculo de campo magnético espira

11 B = μ.i 2R condutor reto B = μ.i 2πr regra da mão esquerda regra a mão direita Obs: trocar v por i expressão matemática para força magnética em condutor reto imerso em campo magnético uniforme F m = B.i.l.senθ F m = força magnética B = campo magnético i = campo magnético l = comprimento do condutor θ = ângulo produzido pelo vetor B e o sentido de i

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