(A) F V F. (B) V F V. (C) F F V. (D) V V F.

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1 ESCOLA ESTADUAL JOÃO XXIII A Escola que a gente quer é a Escola que a gente faz! NATUREZA DA ATIVIDADE: EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO - ELETROMAGNETISMO DISCIPLINA: FÍSICA ASSUNTO: INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA Educando para a Modernidade desde 1967 PROFESSORA: MARILENE MARIA DE CARVALHO ALUNO (A): Indução eletromagnética 1) Um ímã, em forma de barra, atravessa uma espira condutora retangular ABCD, disposta verticalmente, conforme a figura a seguir. Nessas condições, é CORRETO afirmar que, na espira (A) não aparecerá corrente elétrica induzida nem quando o ímã se aproxima e nem quando se afasta da espira. (B) tem-se uma corrente elétrica induzida, no sentido de A para B, apenas quando o ímã se aproxima da espira. (C) tem-se uma corrente elétrica induzida, no sentido de A para B, tanto quando o ímã se aproxima como quando se afasta da espira. (D) tem-se uma corrente elétrica induzida, no sentido de B para A, tanto quando o ímã se aproxima quando como quando se afasta da espira. (E) tem-se uma corrente elétrica induzida, no sentido de A para B apenas quando o ímã se afasta da espira. 2) A figura mostra um ímã e um aro metálico circular. O eixo do ímã (eixo x) é perpendicular ao plano do aro (plano yz) e passa pelo seu centro. 3) Entre os dispositivos elétricos citados a seguir, aquele que só pode funcionar com corrente alternada, é (A) o acendedor de cigarros do automóvel. (B) o chuveiro. (C) o ferro de passar roupa. (D) a lâmpada incandescente. (E) o transformador. 4) Uma espira condutora quadrada é colocada no mesmo plano e ao lado de um circuito constituído de uma pilha, de uma lâmpada e de um interruptor, como mostra a figura a seguir. Dentre os procedimentos a seguir, assinale V para aqueles que produzem corrente elétrica induzida na espira e F para os que não produzem. ( ) Manter ligado o interruptor e afastar a espira. ( ) Manter ligado o interruptor e manter a espira em repouso. ( ) Desligar o interruptor mantendo a espira em repouso. A sequência correta encontrada é (A) F V F. (B) V F V. (C) F F V. (D) V V F. NÃO aparecerá corrente no aro, se ele apenas (A) deslocar-se ao longo do eixo x. (B) deslocar-se ao longo do eixo y. (C) girar em torno do eixo x. (D) girar em torno do eixo y. 5) Qual dispositivo abaixo utiliza o princípio da indução eletromagnética no seu funcionamento básico? A) um chuveiro elétrico. B) um ferro de passar roupa. C) um liquidificador. D) uma bateria de automóvel.

2 6) Na figura a seguir, representa-se um ímã prismático, com seu polo norte voltado para baixo. Esse ímã foi abandonado e cai passando pelo centro de uma espira circular situada em um plano horizontal. 8) Próximo a um fio percorrido por uma corrente i são colocadas três espiras A, B e C, como mostra a figura a seguir. Sejam Fie e Fei as forças do ímã sobre a espira e da espira sobre o ímã, respectivamente. Enquanto o ímã se aproxima do plano da espira, é CORRETO afirmar que (A) Fie é vertical para cima, e Fei é vertical para baixo. (B) Fie é vertical para cima, e Fei também é vertical para cima. (C) Fie é nula, e Fei também é nula. (D) Fie é vertical para baixo, e Fei é vertical para cima. (E) Fie e Fei têm direções e sentidos indeterminados. 7) A figura a seguir representa as espiras I e II, ambas com a mesma resistência elétrica, movendo-se no plano da página com velocidades de mesmo módulo, em sentidos opostos. Na mesma região, existe um campo magnético uniforme que aponta perpendicularmente para dentro da página, cuja intensidade está aumentando à medida que o tempo decorre. Se a corrente no fio aumenta com o tempo, é CORRETO afirmar que o sentido da corrente induzida nas espiras A, B e C, respectivamente, são (A) anti-horário, anti-horário e horário. (B) anti-horário, anti-horário e anti-horário. (C) horário, horário e anti-horário. (D) anti-horário, horário e anti-horário. (E) horário, horário e horário. 9) Uma espira quadrada de lado a atravessa com velocidade constante uma região quadrada de lado onde existe um campo magnético no tempo e no espaço. A espira se move da esquerda para a direita e o campo magnético aponta para cima, conforme a figura adiante. Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas no parágrafo abaixo. Segundo um observador que olha de cima para baixo, qual será o sentido da corrente na espira (horário ou anti-horário), quando (A) ela está entrando na região do campo magnético. (B) ela está no meio da região. (C) ela está saindo da região. A intensidade da corrente induzida na espira I é... que a intensidade da corrente induzida na espira II, e as duas correntes têm.... (A) a mesma - sentidos opostos. (B) a mesma - o mesmo sentido. (C) menor - sentidos opostos. (D) maior - sentidos opostos. (E) maior - o mesmo sentido. 10) O princípio fundamental envolvido na transformação de energia mecânica em energia elétrica (usinas hidrelétricas, alternadores, etc.) é (A) o feito Joule. (B) a lei de Ohm. (C) o efeito fotoelétrico. (D) a indução eletrostática. (E) a força eletromotriz induzida.

3 11) A seguir são apresentados alguns princípios, ou fenômenos físicos, e algumas aplicações técnicas, ou práticas, desses princípios. Princípios ou fenômenos físicos I Um condutor percorrido por uma corrente, colocado em um campo magnético, sofre a ação de uma força exercida por esse campo. II Uma corrente elétrica em um fio estabelece um campo magnético nas proximidades desse fio. III Uma corrente elétrica é induzida em um circuito no qual há uma variação do fluxo magnético. Aplicações técnicas P) Um eletroímã Q) Um motor elétrico R) Um gerador de corrente alternada Indique a alternativa em que se estabelece uma correspondência ADEQUADA entre os princípios (ou fenômenos) e as aplicações. (A) I e R, II e P, III e Q. (B) I e Q, II e P, III e R. (C) I e P, II e Q, III e R. (D) I e R, II e Q, III e P. (E) I e Q, II e R, III e P. 12) As usinas geradoras de energia elétrica produzem que permite, através de um transformador, elevar a e, assim, diminuir a, de modo a diminuir as perdas de energia por efeito Joule nas linhas de transmissão. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas. (A) tensão - corrente elétrica tensão. (B) corrente contínua - corrente elétrica tensão. (C) corrente alternada - tensão - corrente elétrica. (D) corrente contínua - tensão - corrente elétrica. (E) corrente alternada - corrente elétrica tensão. 13) Determine o valor da tensão elétrica induzida entre as extremidades de um fio condutor de 60 cm de comprimento que se move com velocidade constante de 40 m/s perpendicularmente às linhas de indução magnética de um campo de 12 T. (A) ε = 288 V. (B) ε = 2,88 V. (C) ε = 28,8 V. (D) ε = 8,28 V. (E) ε = 88,2 V. 14) Para obter uma voltagem de 120 V, um leigo em eletromagnetismo ligou aos terminais de uma bateria de 12V o primário de 400 espiras de um transformador cujo secundário tinha 4000 espiras. A voltagem desejada não apareceu no secundário, porque (A) o número de espiras do secundário deveria ser 120. (B) o número de espiras do primário deveria ser 120 e do secundário, 12. (C) os papéis do primário e do secundário foram trocados. (D) a bateria não tem energia suficiente para a transformação. (E) o transformador não funciona com corrente contínua. 15) A figura a seguir representa um fio retilíneo que é percorrido por uma corrente elétrica no sentido indicado pela seta, cuja intensidade i aumenta à medida que o tempo decorre. Nas proximidades desse fio, encontram-se duas espiras condutoras, e 1 e e 2, simetricamente dispostas em relação a ele, todos no mesmo plano da página. Nessas condições, é CORRETO afirmar que as correntes elétricas induzidas nas espiras e 1 e e 2 são, respectivamente, (A) nula e nula. (B) de sentido anti-horário e de sentido horário. (C) de sentido horário e de sentido horário. (D) de sentido anti-horário e de sentido antihorário. (E) de sentido horário e de sentido anti-horário. 16) O gráfico registra o fluxo magnético através de um anel metálico ao longo de 5 segundos. Em quais dos intervalos de tempo relacionados (valores em segundos) surgirá no anel uma corrente elétrica induzida? (A) Somente em (1, 2). (B) Somente em (0, 1) e (2, 3). (C) Somente em (0, 1) e (4, 5). (D) Somente em (0, 1), (1, 2) e (2, 3). (E) Somente em (0, 1), (2, 3), (3, 4) e (4, 5)

4 17) Responder a questão com base na figura a seguir, que mostra uma bobina ligada a um galvanômetro e, próximo à bobina, um ímã. Tanto o ímã como a bobina podem-se movimentar. É correto afirmar que NÃO haverá indicação de corrente elétrica no galvanômetro quando (A) o ímã afastar-se para a esquerda da bobina e esta permanecer em repouso. (B) o ímã permanecer em repouso e a bobina aproximar-se do imã. (C) o ímã deslocar-se para a esquerda e a bobina para a direita. (D) o ímã deslocar-se para cima e a bobina para baixo. (E) o ímã e a bobina deslocarem-se para a direita com velocidades iguais e constantes. 18) A força eletromotriz induzida pode ser obtida pela variação temporal do fluxo magnético e será nula quando a(o) (A) campo de indução magnética variar e for rasante à superfície de fluxo magnético. (B) campo de indução magnética aumentar e for normal à superfície de fluxo magnético. (C) superfície de fluxo magnético variar e o campo de indução magnética for normal a ela. (D) superfície de fluxo magnético diminuir e o campo de indução magnética for normal a ela. 19) Todas as sequências de aparelhos apresentados nas alternativas a seguir mostram dispositivos cuja função principal é transformar energia elétrica em outro tipo de energia, EXCETO 21) O enrolamento do primário de um transformador tem 2000 espiras. O secundário tem 6000 espiras. Uma diferença de potencial de 12 volts aplicada no primário gera nele uma corrente de 3,0 A. Considere que as perdas sejam desprezíveis. A corrente que circulará no secundário será, em A, de (A) 1,0. (B) 3,0. (C) 6,0. (D) 9,0. (E) ) Materiais com propriedades magnéticas especiais têm papel muito importante na tecnologia moderna. Entre inúmeras aplicações, podemos mencionar a gravação e a leitura magnéticas, usadas em fitas magnéticas e discos de computadores. A ideia básica na qual se fundamenta a leitura magnética é a seguinte: variações nas intensidades de campos..., produzidos pela fita ou pelo disco em movimento, induzem... em uma bobina existente no cabeçote de leitura, dando origem a sinais, que são, depois, amplificados. (A) magnéticos magnetização. (B) magnéticos - correntes elétricas. (C) elétricos - correntes elétricas. (D) elétricos magnetização. (E) elétricos - cargas elétricas. 23) Um anel metálico é preso na extremidade de um cordão e posto a oscilar. Durante seu movimento, ele passa por uma região onde existe um campo magnético uniforme como mostra a figura. Considere que o plano do anel permanece sempre perpendicular â direção do campo magnético e que a linha tracejada representa a trajetória do anel. (A) geladeira, rádio e transformador. (B) chuveiro, motor elétrico e lâmpada. (C) televisão, enceradeira e ferro elétrico. (D) micro-ondas, computador e secador de cabelo. 20) Um transformador de núcleo de ferro tem o primário ligado a uma fonte de ddp constante. No secundário, a ddp de saída é (A) contínua. (B) nula. (C) alternada. (D) variável, sem alternação. (E) diferente dos citados nos itens anteriores. É CORRETO afirmar que, durante a oscilação, aparecerá uma corrente elétrica induzida no anel quando ele estiver passando nas regiões A) I, II, III, IV e V. B) II, III e IV. C) II e IV. D) III

5 24) Um anel metálico (A) e um disco metálico (D), de mesmo tamanho e mesma massa, presos a um fio de seda são postos a oscilar na forma de um pêndulo, conforme a figura. 26) Sabe-se que uma corrente elétrica pode ser induzida em uma espira colocada próxima a um cabo de transmissão de corrente elétrica alternada ou seja, uma corrente que varia com o tempo. Considere que uma espira retangular é colocada próxima a um fio reto e longo de duas maneiras diferentes, como representado nestas figuras: Eles passam por uma pequena região onde existe um campo magnético perpendicular aos seus planos de oscilação. Os atritos são desprezíveis. A respeito de seus movimentos, é CORRETO afirmar que (A) o disco diminui sua oscilação e o anel oscila indefinidamente. (B) o anel diminui sua oscilação e o disco oscila indefinidamente. (C) os dois diminuem suas oscilações e param ao mesmo tempo. (D) os dois diminuem suas oscilações e o disco para primeiro. 25) A figura mostra um circuito elétrico posicionado num plano vertical, alimentado por uma bateria, contendo um resistor variável R. Ao lado do circuito existe uma espira retangular de fio condutor, suspensa por um cordão isolante, que passa por uma roldana fixa. Na situação representada em I, o fio está perpendicular ao plano da espira e, na situação representada em II, o fio está paralelo a um dos lados da espira. Nos dois casos, há uma corrente alternada no fio. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que uma corrente elétrica induzida na espira A) ocorre apenas na situação I. B) ocorre apenas na situação II. C) ocorre nas duas situações. D) não ocorre em qualquer das duas situações. 27) Um anel metálico rola sobre uma mesa, passando, sucessivamente, pelas posições P, Q, R e S, como representado na figura. Na região indicada pela parte sombreada na figura, existe um campo magnético uniforme, perpendicular ao plano do anel, representado pelo símbolo B. A seguir são listadas ações que provocam o aparecimento de uma corrente induzida na espira, EXCETO (A) girar a espira em torno do cordão que a sustenta. (B) variar a resistência R, mantendo a espira em repouso no ponto R. (C) subir a espira do ponto P ao Q, puxando o cordão. (D) afastar o circuito da espira, mantendo a espira em repouso no ponto P. Considerando-se essa situação, é CORRETO afirmar que, quando o anel passa pelas posições Q, R e S, a corrente elétrica nele (A) é nula apenas em R e tem sentidos opostos em Q e em S. (B) tem o mesmo sentido em Q, em R e em S. (C) é nula apenas em R e tem o mesmo sentido em Q e em S. (D) tem o mesmo sentido em Q e em S e sentido oposto em R.

6 28) Rafael utiliza duas bobinas, uma pilha, um interruptor e um amperímetro para fazer a montagem mostrada nesta figura: 30) A figura ilustra uma espira circular, ligada a um galvanômetro G, e um ímã parado, com uma das extremidades no ponto P. Dessa forma, o ponteiro do galvanômetro permanece na posição indicada. As ações executadas com esse ímã, ao longo da reta que une os pontos P e Q, consistem em Ele liga uma das bobinas em série com a pilha e com o interruptor, inicialmente, desligado. A outra bobina, ele a conecta ao amperímetro e a coloca próximo à primeira. Em seguida, Rafael liga o interruptor no instante t 1 e desliga-o no instante t 2. Assinale a alternativa cujo gráfico melhor representa a corrente no amperímetro em função do tempo, na situação descrita. I aproximá-lo da espira até a posição Q. II mantê-lo parado no ponto Q, durante um certo intervalo de tempo. III afastá-lo da espira, de volta a sua posição inicial. As possíveis indicações do ponteiro do galvanômetro nas ações I, II e III, são, respectivamente 29) A barra metálica AB, movendo-se com velocidade constante v, apresenta uma separação de cargas com acúmulo de elétrons em A. 31) Observe afigura. Esse efeito pode ter sido provocado por um campo magnético uniforme ou por um campo elétrico uniforme na região. A opção que completa, correta e respectivamente, as lacunas é (A) saindo da folha / de B para A. (B) saindo da folha / de A para B. (C) de A para B / saindo da folha. (D) de B para A / entrando na folha. (E) entrando na folha / de A para B. Essa figura mostra um trilho metálico, horizontal, sobre o qual uma barra, também metálica, podese deslocar livremente, sem atrito. Na região ur onde está o trilho existe um campo magnético B, "saindo" do papel. Lançando-se a barra para a direita, com velocidade v uur, haverá nela uma corrente elétrica (A) de X para Y e seu movimento será acelerado. (B) de X para Y e seu movimento será retardado. (C) de Y para X e seu movimento será acelerado. (D) de Y para X e seu movimento será uniforme. o

7 32) A figura a seguir representa um fio retilíneo e muito longo pelo qual circula uma corrente de i ampères no sentido indicado. Próximo ao fio existem duas espiras circulares A e B planas e coplanares com o fio. 35) Em uma aula, o Prof. Antônio apresenta uma montagem com dois anéis dependurados, como representado na figura a seguir. Um dos anéis é de plástico material isolante e o outro é de cobre material condutor. Em seguida, ele mostra aos seus alunos que o anel de plástico e o de cobre não são atraídos nem repelidos por um ímã que está parado em relação a eles. Então, aproxima rapidamente o ímã, primeiro, do anel de plástico e, depois, do anel de cobre. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que De acordo com essa informação e admitindo-se a diminuição da intensidade da corrente no fio, com o decorrer do tempo, é CORRETO afirmar que aparecem correntes induzidas A) no sentido horário em A e anti-horário em B. B) em A e B, ambas no sentido anti-horário. C) no sentido anti-horário em A e horário em B. D) em A e B, ambas no sentido horário. 33) Observe as figuras 1 e 2 abaixo. Na figura 1 o ímã representado está em repouso logo acima de uma espira condutora circular I. Na figura 2 o ímã representado está oscilando verticalmente. (A) os dois anéis aproximam-se do ímã. (B) o anel de plástico não se movimenta e o de cobre afasta-se do ímã. (C) nenhum dos anéis se movimenta. (D) o anel de plástico não se movimenta e o de cobre aproxima-se do ímã. 36) Um fio condutor em forma de solenoide encontra-se no interior de um campo magnético uniforme, variável no tempo segundo a função B(t) a seguir representada: Com relação às correntes elétricas induzidas nas espiras I e II, respectivamente, é CORRETO afirmar que elas são (A) nula e alternada. (B) contínua e alternada. (C) contínua e nula. (D) alternada e nula. 34) Um transformador recebe 50 V de tensão alternada no primário e entrega V no secundário. Sabendo que o número de espiras do secundário são 3.000, calcule o número de espiras do primário. Supondo-se que o fio tem 10 espiras e cada espira tem área de 0,002m², perpendicular às linhas do campo, o valor absoluto da diferença de potencial induzida entre os extremos do fio durante o intervalo de tempo de zero a 2, s vale (A) 0,5 volt. (B) 1,0 volt. (C) 2,5 volts. (D) 3,5 volts. (E) 5,0 volts.

8 37) Uma espira metálica se move para a direita em direção a um campo magnético uniforme, conforme ilustrado na figura abaixo. Figura retirada da prova da UFMG/2009. De acordo com a Lei de Faraday, aparecerá uma corrente induzida na espira tanto na entrada quanto na saída da espira da região do campo magnético. Considerando a Lei de Lenz, sobre estas correntes induzidas na entrada e na saída, é CORRETO afirmar que (A) ambas circularão na espira no sentido horário. (B) ambas circularão na espira no sentido antihorário. (C) ambas serão perpendiculares ao plano da espira. (D) uma delas será no sentido horário e a outra no sentido anti-horário. 38) Este diagrama mostra um pêndulo com uma placa de cobre presa em sua extremidade. Esse pêndulo pode oscilar livremente, mas, quando a placa de cobre é colocada entre os polos de um imã forte, ele para de oscilar rapidamente. 39) O fenômeno da indução eletromagnética permite explicar o funcionamento de diversos aparelhos, entre eles o transformador, o qual é um equipamento elétrico que surgiu no início do século 19, como resultado da união entre o trabalho de cientistas e engenheiros, sendo hoje um componente essencial na tecnologia elétrica e eletrônica. Utilizado quando se tem a necessidade de aumentar ou diminuir a tensão elétrica, o transformador é constituído por um núcleo de ferro e duas bobinas, conforme ilustra a figura a seguir. Uma das bobinas (chamada de primário) tem N 1 espiras e sobre ela é aplicada a tensão U 1, enquanto que a outra (chamada de secundário) tem N 2 espiras e fornece a tensão U 2. Sobre o transformador, é CORRETO afirmar que (A) é utilizado para modificar a tensão tanto em sistemas de corrente contínua quanto nos de corrente alternada. (B) num transformador ideal, a potência fornecida ao primário é diferente da potência fornecida pelo secundário. (C) quando o número de espiras N 1 é menor que N 2, a corrente no secundário é maior que a corrente no primário. (D) quando o número de espiras N 1 é menor que N 2, a tensão U 2 será maior que a tensão aplicada U 1. 40) Aproxima-se um ímã de um anel metálico fixo em um suporte isolante, como mostra a figura. O movimento do ímã, em direção ao anel, Isso ocorre porque (A) a placa de cobre fica ionizada. (B) a placa de cobre fica eletricamente carregada. (C) correntes elétricas são induzidas na placa de cobre. (D) os átomos de cobre ficam eletricamente polarizados. (A) não causa efeitos no anel. (B) produz corrente alternada no anel. (C) faz com que o polo sul do ímã vire polo norte e vice-versa. (D) produz corrente elétrica no anel, causando uma força de atração entre anel e ímã. (E) produz corrente elétrica no anel, causando uma força de repulsão entre anel e ímã.

9 41) Um gerador e um motor elétrico são aparelhos semelhantes no tocante à transformação de energia. O gerador converte energia cinética em elétrica e o motor faz literalmente o contrário: converte energia elétrica em cinética. Observe a imagem de um grande gerador. Sobre a geração de eletricidade, é CORRETO afirmar que (A) a corrente elétrica gerada neste processo é contínua. (B) a corrente elétrica gerada neste processo é alternada. (C) a geração de eletricidade é baseada na Lei de Boyle. (D) a geração de eletricidade é baseada nas Leis de Newton. 42) Em uma aula de eletromagnetismo, o Professor Emanuel faz a montagem mostrada, esquematicamente, nesta figura: 43) Na ilustração abaixo, vemos um esquema que mostra um gerador, movendo-se com velocidade angular ω no sentido horário. Considere que o plano da espira se encontra em um ângulo de 30º com a direção do campo magnético B ur, caminhando para ficar perpendicular à direção deste campo. Nestas condições, o fluxo magnético φ através da espira está aumentando, diminuindo ou permanecendo constante? 44) Um aro metálico com uma certa resistência elétrica desce um plano inclinado. Em determinado trecho, ele passa por uma região onde existe um campo magnético, como mostra a figura. Nessa montagem, uma barra de metal nãomagnético está em contato elétrico com dois trilhos metálicos paralelos e pode deslizar sobre eles, sem atrito. Esses trilhos estão fixos sobre uma mesa horizontal, em uma região onde há um campo magnético uniforme, vertical e para baixo, que está indicado, na figura, pelo símbolo. Os trilhos são ligados em série a um amperímetro e a um resistor R. Considere que, inicialmente, a barra está em repouso. Em certo momento, Emanuel empurra a barra no sentido indicado pela seta e, em seguida, solta-a. Nessa situação, ele observa uma corrente elétrica no amperímetro. Com base nessas informações, (A) INDIQUE, na figura, o sentido da corrente elétrica observada por Emanuel. JUSTIFIQUE sua resposta. (B) RESPONDA: Após a barra ser solta, sua velocidade diminui, permanece constante ou aumenta com o tempo? JUSTIFIQUE sua resposta. Com relação a essa situação, é CORRETO afirmar que (A) nada se pode dizer sobre a influência do campo magnético no tempo de queda, sem conhecer a resistência elétrica de aro. (B) o campo magnético não influenciará no tempo de descida do aro. (C) o tempo gasto pelo aro, para atingir a base do plano, é maior do que o tempo que ele gastaria se o campo magnético não existisse. (D) o tempo gasto pelo aro, para atingir a base do plano, é menor do que o tempo que ele gastaria se o campo magnético não existisse. 45) Suponha que uma espira quadrada de lado igual a 2 cm seja colocada em um campo magnético uniforme cuja intensidade vale 2 T. Determine o fluxo magnético nessa espira quando ela for colocada perpendicularmente às linhas de campo magnético. (A) Ф= 2,0008 Wb. (B) Ф= 3,0018 Wb. (C) Ф= 0,0048 Wb. (D) Ф= 0,0028 Wb. (E) Ф= 0,0008 Wb.

10 46) Um carrinho possui nas suas bordas uma espira retangular ligada a um pequeno altofalante muito sensível, pois qualquer corrente elétrica, por menor que seja, fará com que ele emita som. O carrinho se move numa superfície horizontal em cujas proximidades existe um campo magnético representado, na figura abaixo, pela região delimitada pelas linhas tracejadas e pelas cruzes. 48) O circuito de um aparelho eletrônico é projetado para funcionar com uma diferença de potencial de 12 V. Para esse aparelho poder ser ligado à rede elétrica de 120 V, utiliza-se um transformador, que reduz a diferença de potencial. Esse transformador consiste em um núcleo de ferro, em que são enroladas duas bobinas a do primário e a do secundário -, como mostrado nesta figura: O alto-falante emitirá som quando o ponto P do carrinho passar pelos pontos (A) A e C. (B) A e B. (C) B e D. (D) C e D. 47) As figuras abaixo representam diferentes arranjos de transformadores num sistema de transmissão de energia elétrica. N A, N B, N C e N D representam o número de voltas dos enrolamentos nos transformadores. Supondo que N A < N B e que N C > N D, o arranjo CORRETO de transformadores para a transmissão de energia elétrica desde a usina até a casa, por uma rede muito longa, é Nesse caso, a bobina do primário é ligada à rede elétrica e a do secundário ao circuito do aparelho eletrônico. (A) Com base nessas informações, RESPONDA: Esse transformador pode ser usado em uma rede elétrica de corrente contínua? JUSTIFIQUE sua resposta. (B) Considere que, nesse transformador, as perdas de energia e as resistências elétricas das bobinas são desprezíveis e que a resistência do circuito ligado na bobina do secundário é de 30 Ω. Calcule a corrente na bobina do primário. 49) A figura a seguir representa um transformador com um primário constituído por N 1 = 5 espiras de resistência R 1 = 10 Ω, alimentado por um gerador de força eletromotriz constante ε = 100 V, e um secundário de N 2 = 2 espiras de resistência R 2 = 100 Ω. No secundário não passa corrente porque (A) N 2 < N 1. (B) R 2 > R 1. (C) o núcleo de ferro é fechado. (D) as espiras estão enroladas em sentidos contrários. (E) a corrente que passa no primário é constante.

11 50) Ao término da sua jornada de trabalho, Pedro Pedreiro enfrenta com serenidade a escuridão das estradas em sua bicicleta porque, a fim de transitar à noite com maior segurança, ele colocou em sua bicicleta dínamo que alimenta uma lâmpada de 12V. Num dínamo de bicicleta, a parte fixa (estator) é constituída de bobinas (espiras), onde é gerada a corrente elétrica, e de uma parte móvel (rotor), onde existe um ímã permanente, que gira devido ao contato do eixo do rotor com o pneu da bicicleta. 52) Num transformador elétrico, quando se aplica determinada tensão à bobina primária (entrada), pode-se obter uma tensão mais elevada ou mais reduzida na bobina secundária (saída), dependendo da relação entre o número de espiras de cada uma das bobinas e do tipo de tensão aplicada. Se o número de espiras do secundário for o dobro do número de espiras do primário e se for aplicada uma tensão contínua V 1 à bobina do primário, então é CORRETO afirmar que a tensão V 2 de saída no secundário será igual a (A) V 2 = 2 V 1. (B) V 2 = ½ V 1. (C) V 2 = 4 V 1. (D) V 2 = 0. Face à descrição acima e com o auxílio de conhecimentos de Física, é CORRETO afirmar que (A) a energia por unidade de tempo emitida pela lâmpada mostrada na figura I não depende da velocidade da bicicleta. (B) no instante representado na figura II, o sentido correto da corrente elétrica induzida é do ponto Q para o ponto P. (C) a conversão de energia mecânica em energia elétrica ocorre devido à variação temporal do fluxo magnético nas espiras (figura II). (D) a velocidade angular do rotor (figura II) tem de ser igual à velocidade angular do pneu da bicicleta (figura I), para a lâmpada funcionar. 51) Sobre o transformador ideal esquematizado no desenho, é CORRETO afirmar que, no secundário, em relação ao primário 53) Nos motores do automóvel, para se produzir a faísca necessária à explosão, é preciso que haja entre os terminais da vela uma tensão de alguns milhares de volts. Essa tensão é obtida através da elevação da voltagem da bateria, utilizando-se bobinas transformadoras de tensão. Sobre a elevação da tensão, é CORRETO afirmar que (A) somente há elevação de tensão por bobina transformadora em circuitos de corrente contínua. (B) a bobina é um circuito de eletricidade estática e por isso atinge voltagens elevadas. (C) a bobina é constituída por dois enrolamentos: o primário e o secundário. A corrente variável que atravessa o primário induz a alta tensão no secundário. (D) a bobina é um transformador de potência elétrica que aumenta a energia do enrolamento primário para uma energia que atinge milhares de volts no enrolamento secundário. (E) a elevação da tensão pela bobina ocorre através da transmissão da corrente da bateria para as velas, por meio de ondas eletromagnéticas. 54) A corrente elétrica induzida em uma espira circular será (A) a potência é menor, a ddp é a mesma e a corrente é contínua. (B) a potência é a mesma, a ddp é maior e a corrente é contínua. (C) a potência é maior, a ddp é maior e a corrente é alternada. (D) a potência é a mesma, a ddp é menor e a corrente é alternada. (E) a potência é menor, a ddp é a menor e a corrente é alternada. (A) nula, quando o fluxo magnético que atravessa a espira for constante. (B) inversamente proporcional à variação do fluxo magnético com o tempo. (C) no mesmo sentido da variação do fluxo magnético. (D) tanto maior quanto maior for a resistência da espira. (E) sempre a mesma, qualquer que seja a resistência da espira.

12 55) Um dispositivo usado para medir velocidade de bicicletas é composto por um pequeno ímã preso a um dos raios da roda e uma bobina fixa no garfo. Esta é ligada por fios condutores a um mostrador preso ao guidom, conforme representado na figura ao lado. A cada giro da roda, o ímã passa próximo à bobina, gerando um pulso de corrente que é detectado e processado pelo mostrador. 57) Um fio de cobre, enrolado na forma de uma espira, está fixado em uma região, onde existe um campo magnético B, como mostrado na figura. Esse campo tem o mesmo módulo em toda a região em que se encontra a espira, é perpendicular ao plano da página e dirigido para dentro desta, como representado, na figura, pelo símbolo. O módulo desse campo magnético varia com o tempo, como representado no gráfico. Assinale, entre as alternativas abaixo, a que explica a geração deste pulso de corrente na bobina. (A) A passagem do ímã próximo à bobina produz uma variação do fluxo do campo magnético na bobina que, de acordo com a lei de Faraday- Lenz, gera o pulso de corrente. (B) Por estar em movimento circular, o ímã está acelerado, emitindo raios X, que são detectados pela bobina, gerando o pulso de corrente. (C) Na passagem do ímã próximo à bobina, devido à lei de Coulomb, elétrons são emitidos pelo ímã e absorvidos pela bobina, gerando o pulso de corrente. (D) A passagem do ímã próximo à bobina produz uma variação do fluxo do campo elétrico na bobina que, de acordo com a lei de Ampère, gera o pulso de corrente. (E) Devido à lei de Ohm, a passagem do ímã próximo à bobina altera sua resistência, gerando o pulso de corrente. Considerando-se essas condições, é CORRETO afirmar que há uma corrente elétrica induzida na espira (A) apenas na região II do gráfico. (B) apenas na região III do gráfico. (C) apenas nas regiões I e III do gráfico. (D) nas três regiões do gráfico. 58) Numa usina elétrica, um transformador aumenta a tensão gerada de V para V e assim transporta, com reduzida perda, a energia a grandes distâncias por linhas de transmissão. Nesse transformador, o número de espiras do secundário deve ser 30 vezes 56) O gráfico indica a variação temporal de um campo magnético espacialmente uniforme, B(t), numa região onde está imersa uma espira condutora. O campo é perpendicular ao plano da espira. Em qual dos intervalos de tempo, identificados por I, II, III, IV e V, ocorrerá uma maior força eletromotriz induzida na espira? (A) I (B) II (C) III (D) IV (E) V (A) menor que no primário e a tensão neste é contínua. (B) menor que no primário e a tensão neste é alternada. (C) maior que no primário e a tensão neste é alternada. (D) menor que no primário e a tensão neste é contínua ou alternada.

13 59) Um transformador apresenta no secundário o dobro de espiras do que no primário. Se tivermos no primário os valores eficazes para a tensão e corrente de 110V e 2,00A, respectivamente, é CORRETO afirmar que, no secundário, os valores máximos possíveis para a tensão, corrente e potência serão, respectivamente, (A) 110V, 4,00A e 440W. (B) 110V, 2,00A e 220W. (C) 220V, 2,00A e 440W. (D) 220V, 1,00A e 220W. (E) 220V, 1,00A e 440W. 60) Suponha que uma espira retangular de área igual a 2,4 x 10-1 m 2 imersa em uma região onde existe um campo de indução magnética B, cuja intensidade é igual a 3 x 10-2 T, perpendicular ao plano da espira. De acordo com as informações, determine o fluxo magnético através da espira. (A) Ф= 7,2 x 10-3 Wb. (B) Ф = 2,7 x 10-3 Wb. (C) Ф = 2,4 x 10-3 Wb. (D) Ф = 2,7 x 10-5 Wb. (E) Ф = 7,2 x 10-5 Wb. 61) Uma espira condutora retangular, de comprimento 2L, desloca-se para a direita, no plano da página, com velocidade v constante. Em seu movimento, a espira atravessa completamente uma região do espaço, de largura L, onde está confinado um campo magnético constante, uniforme e perpendicular ao plano da página, conforme indica a figura abaixo. 62) Sobre um transformador ideal em que o número de espiras do enrolamento secundário é menor que o do enrolamento primário, assinale o que for correto. (01) a potência elétrica na entrada do enrolamento primário desse transformador é igual à potência elétrica na saída do enrolamento secundário. (02) se ligarmos os terminais do enrolamento primário a uma bateria de 12V, teremos uma ddp menor no enrolamento secundário. (04) a energia no enrolamento primário é igual à energia no enrolamento secundário, caracterizando o princípio da conservação de energia. (08) as correntes nos enrolamentos primário e secundário desse transformador são iguais. (16) a transferência de potência do enrolamento primário para o enrolamento secundário não ocorre por indução. Dê como resposta a soma dos números que precedem as afirmativas corretas. SOMA: ( ) 63) Uma espira, locomovendo-se paralelamente ao solo e com velocidade constante, atravessa uma região onde existe um campo magnético uniforme, perpendicular ao plao da espira e ao solo. O fluxo magnético registrado, a partir do instante em que a espira entra nessa região até o instante de sua saída, é apresentado no gráfico da figura. Sendo t = 0 o instante em que a espira começa a ingressar na região onde existe o campo magnético, assinale a alternativa que melhor representa o gráfico da corrente elétrica induzida i na espira, durante sua passagem pelo campo magnético, em função do tempo t. Analisando o gráfico, é CORRETO dizer que a força eletromotriz induzida, em volts, no instante t = 0,2 s, é (A) 80. (B) 60. (C) 40. (D) 20. (E) 0.

14 RESPOSTAS 1) E 2) C 3) E 4) B 5) C 6) D 7) E 8) C 9) (A) horário (B) Não varia o fluxo e a corrente é nula (C) anti-horário 10) E 11) B 12) C 13) A 14) E 15) E 16) E 17) E 18) A 19) A 20) B 21) A 22) B 23) C 24) D 25) C 26) B 27) A 28) B 29) B 30) A 31) B 32) A 33) A 34) 150 espiras 35) B 36) B 37) D 38) C 39) D 40) E 41) B 42) (A) Horário. (B) Diminui. 43) aumentando 44) C 45) E 46) C 47) D 48) (A) Não. (B) A 49) E 50) C 51) D 52) D 53) C 54) A 55) A 56) B 57) C 58) C 59) D 60) A 61) A 62) 5 63) E