INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA RN CAMPUS: CURSO: ALUNO:

Transcrição

1 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA RN CAMPUS: CURSO: ALUNO: DISCIPLINA: FÍSICA II PROFESSOR: EDSON JOSÉ MAGNETISMO II 1. Uma carga elétrca puntforme de C, é lançada com velocdade de 4m/s, numa dreção perpendcular a um campo magnétco, e fca sujeta a uma força de ntensdade N. Qual a ntensdade do campo magnétco? 2. Uma carga elétrca de 1-15 C é lançada perpendcularmente a um campo magnétco de 1-2 T, fcando sob a ação de uma força de 1-15 N. Determne a velocdade com que a carga fo lançada no campo. 3. Um fo retlíneo e longo é percorrdo por uma corrente elétrca contínua = 2A. Determne o campo magnétco num ponto dstante,5m do fo. Adote = T.m/A 4. Um condutor reto e extenso é percorrdo por uma corrente de ntensdade 2A. Calcular a ntensdade do vetor campo magnétco num ponto P localzado a,1 m do condutor. O meo é o vácuo. 5. A,4 m de um fo longo e retlíneo o campo magnétco tem ntensdade T. Qual é a corrente que percorre o fo? Adote = T.m/A. 6. Dada a fgura, determne a ntensdade do campo magnétco resultante no ponto P. = T.m/A. 1 = 3A 2 = 5 A 8. A espra da fgura tem rao,2 m e é percorrda por uma corrente de 5A no sentdo horáro. Determne a ntensdade e a orentação do vetor campo magnétco no centro da espra. Adote = T.m/A. 9. Uma espra crcular de rao R=,2 m é percorrda por uma corrente elétrca de ntensdade =8A, conforme a fgura. Dê as característcas do vetor campo magnétco no centro da espra. Dado: = T.m/A. 1. Duas espras crculares concêntrcas e coplanares de raos,4 m e,8 m são percorrdas por correntes de ntensdades 1A e 4A, respectvamente, conforme mostra a fgura. Determne a ntensdade do vetor campo magnétco resultante no centro das espras. Dado: = T.m/A. 1 Dados:,1m P,2m 2 = T.m/A. 1 = 4 A 2 = 1 A 7. Dada a fgura, determne a ntensdade do campo magnétco resultante no ponto P. 1,6m P,2m Dados: 2 1A 1 4A 11. Um solenóde de 1 metro de comprmento contém 5 espras e é percorrdo por uma corrente de 2A. Determnar a ntensdade do vetor campo magnétco no nteror do solenóde. Dado: = T.m/A. 12. Consdere um solenóde de,16m de comprmento com 5 espras. Sabendo que o solenóde é percorrdo por uma corrente de 2A, determne a ntensdade do campo magnétco no seu nteror. 13. Um solenóde de 1 metro de comprmento contém 1 espras e é percorrdo por uma corrente de. Sabendo que o vetor campo magnétco no seu nteror vale T, determne. O solenóde está no vácuo.

2 14. No nteror de um solenóde de comprmento,16m, regstrase um campo magnétco de ntensdade T, quando ele é percorrdo por uma corrente de 8A. Quantas espras tem esse solenóde? Adote = T.m/A 15. (Fe) Um fo de cobre, reto e extenso é percorrdo por uma corrente = 1,5A. Qual é a ntensdade do vetor campo magnétco orgnado em um ponto à dstancar r = 25 cm do fo. Dados: = T.m/A a) B = 1-6 T b) B =,6 1-6 T c) B = 1,2 1-6 T d) B = 2,4 1-6 T e) B = 2,4 1-6 T 16. (Uece - 211) Dos fos condutores retos, dêntcos, longos e muto fnos são fxos, solados um do outro e dspostos perpendcularmente entre s no plano da fgura. Por eles percorrem correntes elétrcas constantes e guas a, nos sentdos ndcados pelas setas. Desprezando-se a dstânca entre os fos no ponto de cruzamento, é correto afrmar que o campo magnétco é nulo em pontos equdstantes dos dos fos nos quadrantes elementares) dos elétrons apontam sempre na mesma dreção: para cma ou para baxo. O que determna esse fator é a nfluênca de outro campo magnétco, como o da Terra. (Revsta Galleu, junho 25.) Em relação ao campo magnétco, é correto afrmar que: a) as lnhas de ndução em um campo magnétco concdem com as trajetóras descrtas por cargas elétrcas nele abandonadas. b) o norte magnétco de uma bússola aponta para o norte geográfco da Terra, próxmo à regão onde fca o norte magnétco do menso ímã que é nosso planeta. c) em torno de uma espra crcular em que crcule corrente elétrca, orgna-se um campo magnétco, análogo ao de um ímã. d) o campo magnétco no nteror de um solenóde é pratcamente nulo e, externamente, é quase totalmente unforme. e) um ímã merso em um campo magnétco unforme desloca-se, o que também ocorre com uma partícula carregada num campo elétrco. 19. (UFRN/212) Vsando a dscutr os efetos magnétcos da corrente elétrca sobre quatro pequenas bússolas postas sobre uma placa, um professor montou, em um laboratóro ddátco, o dspostvo expermental representado na Fgura abaxo. a) II e IV. b) I e III. c) II e III. d) I e II. 17. (Unemat 29) Uma espra crcular com dâmetro gual a 4π cm é percorrda por uma corrente elétrca de 4 A, conforme a fgura. (Consdere o meo vácuo e a permeabldade magnétca μo= 4π 1 7 T m/a). O vetor campo magnétco no centro da espra é perpendcular ao plano da fgura, cuja orentação e ntensdade são: a) para fora do plano, com módulo gual a T b) para dentro do plano, com módulo gual a T c) para dentro do plano, com módulo gual a T d) para fora do plano, com módulo gual a T e) para fora do plano, com módulo gual a T Incalmente, com a chave deslgada, as bússolas fcam orentadas exclusvamente pela ação do campo magnétco terrestre. Ao lgar a chave e fazer crcular uma corrente elétrca no crcuto, esta rá produzr um campo magnétco muto mas ntenso que o terrestre. Com sso, as bússolas rão se orentar de acordo com as lnhas desse novo campo magnétco. Das representações abaxo, a que melhor representa o efeto do campo magnétco produzdo pela corrente sobre as bússolas é a) 18. (UFSCar SP/26) Nos ímãs, que são fetos de materas cradores de campo magnétco, como o ferro, os spns (ímãs 2 IFRN

3 b) c) 21. (Ufmg 26) Em algumas moléculas, há uma assmetra na dstrbução de cargas postvas e negatvas, como representado, esquematcamente, na fgura a segur. Consdere que uma molécula desse tpo é colocada em uma regão onde exstem um campo elétrco û e um campo magnétco B, unformes, constantes e mutuamente perpendculares. Nas alternatvas a segur, estão ndcados as dreções e os sentdos desses campos. Assnale a alternatva em que está representada CORRETAMENTE a orentação de equlíbro dessa molécula na presença dos dos campos. d) Gab: D 2. (Ufg 26) Peter Barlow ( ), centsta e engenhero nglês, fo um dos prmeros a nventar um motor a corrente contínua, esquematzado no desenho a segur: 22. (UEPB/211) Uma campanha elétrca (fgura abaxo) é um dspostvo consttuído por um nterruptor, um eletroímã, uma armadura (A), um martelo (M), uma campânula (S) e um gerador de corrente contínua ou alternada. A armadura (A) do eletroímã possu um martelo (M) e está presa a um exo (O) por meo de uma lâmna elástca (L). Ao apertarmos o nterruptor, fechamos o crcuto. [...] (Adaptado de JUNIOR, F.R. Os Fundamentos da Físca. 8. ed. vol. 2. São Paulo: Moderna, 23, p. 311) O crcuto elétrco fecha-se no encontro da ponta de um rao da roda com o mercúro. Devdo ao campo magnétco produzdo pelo mã, de pólos C e D, a roda gra, mantendo sempre um rao em contato com o mercúro. Assm, vê-se a roda grando no sentdo a) horáro, se C for pólo norte e a corrente flur, no contato, do rao para o mercúro. b) ant-horáro, se C for pólo sul e a corrente flur, no contato, do rao para o mercúro. c) horáro, se C for pólo norte e a corrente flur, no contato, do mercúro para o rao. d) ant-horáro, se C for pólo norte e a corrente flur, no contato, do mercúro para o rao. e) horáro, se C for pólo sul e a corrente flur, no contato, do mercúro para o rao. C Acerca do assunto tratado no texto, que descreve o funconamento de uma campanha elétrca e seu respectvo crcuto, dentfque, nas proposções a segur, a(as) que se refere(m) ao que ocorre quando o nterruptor é aconado. I. Uma extremdade do eletroímã fca carregada postvamente, atrando a armadura. II. A corrente elétrca gera um campo magnétco na bobna (eletroímã), que atra a armadura. III. A corrente elétrca gera um campo magnétco no eletroímã e outro na armadura, que se atraem mutuamente. 3 IFRN

4 Após a análse, para as proposções supractadas, apenas é (são) verdadera(s): a) I b) I e II c) I e III d) II e) II e III Gab: D 23. (UFOP MG/29) Uma bobna de fo condutor está nas vznhanças de um ímã, em repouso, como é mostrado na fgura abaxo. Após a chave C ser fechada, pode-se afrmar: a) O campo magnétco no nteror da bobna está orentado de D para E. b) O ímã será repeldo pela espra de fo condutor. c) O ímã será atraído pela espra de fo condutor. d) Haverá a nversão dos pólos no ímã. 24. (UEG GO/27) Pode-se construr um eletroímã e avalar seus efetos dspondo-se de um fo de cobre fno solado (,5 mm de dâmetro) com cerca de 1 m de comprmento, um prego de ferro de tamanho pequeno, uma bússola, duas plhas alcalnas de 1,5 V assocadas em sére, pequenos objetos de ferro (alfnetes, clps etc.), fta adesva e um suporte de madera. As fguras abaxo lustram a construção desse expermento. Sobre este expermento, é INCORRETO afrmar: a) Caso as duas plhas tvessem sdo assocadas em paralelo, o desvo da bússola sera menor que no mesmo esquema com assocação em sére. b) Invertendo-se o sentdo da corrente e aproxmando a bússola, verfca-se uma mudança na polardade do eletroímã. c) Invertendo-se o sentdo da corrente, os objetos que havam se mantdo presos ao prego (Fgura C) medatamente caem. d) O desvo da agulha na bússola é maor quando o prego está colocado no nteror da bobna. 25. (UEPB/27) Os fenômenos elétrcos e magnétcos passaram a relaconar-se no século XIX, quando o físco dnamarquês Hans Chrstan Oersted ( ) constatou, em 182, que, ao aproxmar uma bússula a um fo percorrdo por uma corrente elétrca, sua agulha sofre uma deflexão, conclundo que toda corrente elétrca gera, no espaço que a envolve, um campo magnétco. Quando um fo condutor sob forma crcular (espra) é submetdo a uma corrente elétrca, o vetor ndução magnétca B apresenta característcas relatvas à corrente elétrca a ao rao da espra. Supondo que uma espra de dâmetro 5 m é percorrda por uma corrente de 6, A e consderando que a permeabldade magnétca no vácuo é no (SI), é correto afrmar que a ntensdade do campo magnétco B gerado é de: a) 2,4.1-5 T b) 4,8.1-5 T c) 4,8.1-7 T d) 2,4.1-7 T e) 1,2.1-7 T Gab: B 26. (PUC SP/23) Na experênca de Oersted, o fo de um crcuto passa sobre a agulha de uma bússola. Com a chave C aberta, a agulha alnha-se como mostra a fgura 1. Fechando-se a chave C, a agulha da bússola assume nova posção (fgura 2). 4 IFRN

5 A partr desse expermento, Oersted concluu que a corrente elétrca estabelecda no crcuto: a) gerou um campo elétrco numa dreção perpendcular à da corrente. b) gerou um campo magnétco numa dreção perpendcular à da corrente. c) gerou um campo elétrco numa dreção paralela à da corrente. d) gerou um campo magnétco numa dreção paralela à da corrente. e) não nterfere na nova posção assumda pela agulha da bússola que fo causada pela energa térmca produzda pela lâmpada. a) na mesma dreção e no mesmo sentdo da força magnétca. b) sando perpendcularmente ao plano da págna. c) entrando perpendcularmente ao plano da págna. d) na mesma dreção e no sentdo oposto da força magnétca. 28. (FMTM MG/23) Para uma demonstração da ação da força magnétca sobre um condutor almentado por corrente elétrca, montou-se a gangorra abaxo, utlzando-se materas condutores de eletrcdade. 27. (UFRN/24) O trlho eletromagnétco é um dspostvo em que a força magnétca acelera ntensamente um projétl, fazendo-o atngr uma grande velocdade num pequeno ntervalo de tempo. A base de funconamento desse trlho é mostrada nas fguras abaxo. Na fgura 1, um projétl está bem encaxado entre os trlhos quando uma corrente elétrca muto ntensa crcula por eles, passando por um fusível, conforme a lustração. Essa corrente, quase que nstantaneamente, derrete e vaporza o fusível, transformando-o num gás condutor. A crculação de corrente, nesse sstema, produz um campo magnétco B capaz de orgnar uma força magnétca F no gás, fazendo com que este mpulsone o projétl (fgura 2). No momento em que o crcuto elétrco for fechado, a barra condutora AB do pêndulo deverá: a) manter-se em repouso na sua posção orgnal. b) manter-se em posção horzontal e aproxmar-se do ímã. c) manter-se em posção horzontal e afastar-se do ímã. d) procurar a posção vertcal, com o ponto A para cma e B para baxo. e) procurar a posção vertcal, com o ponto B para cma e A para baxo. FIGURA 1 Representação esquemátca de um trlho eletromagnétco percorrdo por corrente elétrca. 29. (UFRN/2) Em alguns equpamentos eletroeletrôncos, costuma-se torcer, juntos, os fos que transportam correntes elétrcas, para se evtarem efetos magnétcos em pontos dstantes do equpamento, onde há outros dspostvos. Por exemplo, a tela fluorescente de um televsor, na qual ncdem elétrons, não deve sofrer nfluênca magnétca das correntes que fluem em outras partes do aparelho, senão ocorreram dstorções ou nterferêncas na magem. Esses efetos magnétcos ndesejáves serão evtados com maor efcáca, se os fos a serem torcdos forem percorrdos por correntes de a) mesmo valor e mesmo sentdo. b) mesmo valor e sentdos contráros. c) valores dferentes e sentdos contráros. d) valores dferentes e mesmo sentdo. FIGURA 2 Corte transversal do trlho, mostrando como o gás, atravessado pela corrente, mpulsona o projétl. Tomando-se como referênca a fgura 2, pode-se afrmar que o campo magnétco B está: 3. (UFV MG) Uma espra quadrada, de lado L = 1,x1 1 m e massa m = 4,x1 2 kg, percorrerá por uma corrente = 2, A, está suspensa por uma mola de constante elástca k = 1N/m. A parte nferor da espra está mersa num campo 5 IFRN

6 magnétco unforme B, com sentdo ndcado na fgura e módulo B 1,T. x x x x x x B x x x x x x x x x x x x Consderando o módulo da aceleração da gravdade g = 1m/s 2, determne: a) o peso da espra; b) o módulo da força magnétca; c) a deformação da mola devda às forças na espra. 31. (UDESC/212) A Fgura 4 representa uma regão do espaço onde exste um campo magnétco unforme B orentado perpendcularmente para dentro do plano desta fgura. Uma partícula de massa m e carga postva q penetra nessa regão de campo magnétco, perpendcularmente as lnhas de campo, com velocdade V constante. 6. (UFJF MG/29) No ano de 1897, J.J. Thomson usou o dspostvo da fgura abaxo para medr a razão q/m, entre a carga q e a massa m do elétron. Neste dspostvo, elétrons produzdos no catodo C passam pelas fendas nos eletrodos A e B e pela regão entre as placas D e F antes de atngr a tela S, onde produzem uma mancha lumnosa. Entre as placas D e F, exstem um campo elétrco E e um campo magnétco B unformes, perpendculares entre s e à dreção de movmento dos elétrons. Esses campos, devdamente ajustados, permtem que um elétron passe entre as duas placas sem sofrer desvo. A energa cnétca e, portanto, a velocdade dos elétrons, quando entram na regão entre as placas D e F, é determnada pela energa potencal qv, em que q é a carga do elétron e V é a dferença de potencal entre os eletrodos A e B. a) Consderando para a razão q/m do elétron o valor de 1, C/kg, calcule a velocdade adqurda por um elétron ao passar pelos eletrodos A e B, quando a dferença de potencal V entre eles é de 1 volts. b) Consderando que o campo elétrco devdo à polarzação das placas D e F tem ntensdade de 6, 1 6 N/C e sentdo da placa F para a placa D, encontre o módulo, a dreção e o sentdo do campo magnétco necessáro para que o elétron, com a velocdade calculada no tem anteror, não sofra desvo. c) Mantendo constantes os valores do campo elétrco e do campo magnétco do tem b, o que ocorrera com o fexe de elétrons se a dferença de potencal entre os eletrodos A e B fosse superor a 1 volts? Justfque sua resposta. Consderando a stuação descrta acma, assnale a alternatva ncorreta. a) O período do movmento executado pela partícula na regão de campo magnétco não depende de sua velocdade V. b) O trabalho realzado pela força magnétca sobre a partícula é dferente de zero. c) A frequênca do movmento é nversamente proporconal à massa m da partícula. d) O módulo da força magnétca que atua sobre a partícula é determnado pelo produto qvb. e) O rao da trajetóra executada pela partícula na regão de campo magnétco é proporconal à quantdade de movmento da partícula. 6 IFRN