LISTA 10 INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

Transcrição

1 1. (Ufmg 95) Esta figura mostra uma espira retangular, de lados a = 0,20 m e b = 0,50 m, sendo empurrada, com velocidade constante v = 0,50 m/s, para uma região onde existe um campo magnético uniforme B = 0,10 T, entrando no papel. 1- Considerando-se o instante mostrado na figura, a) Indique o sentido da corrente induzida na espira. Justifique sua resposta. b) Determine o valor da força eletromotriz induzida na espira. 2- Sabendo-se que a espira atravessa completamente a região onde existe o campo magnético, determine o tempo durante o qual será percorrida por corrente induzida a partir do instante em que começa a entrar no campo magnético. 2. (Ufpr 95) Uma espira quadrada de lado 0,30 m é atravessada por um campo magnético uniforme perpendicular ao plano da espira. O campo magnético varia só em módulo, passando de um valor inicial igual a 0,20 T para um valor final igual 0,80 T num intervalo de tempo Ðt = 0,04 s. a) Calcule o fluxo do campo magnético através da espira no instante inicial e no instante final. b) Se houvesse uma pequena abertura num dos lados da espira, determine a diferença de potencial entre as extremidades dessas abertura, devido ao fenômeno da indução no intervalo Ðt. 3. (Unesp 91) O gráfico a seguir mostra como varia com o tempo o fluxo magnético através de cada espira de uma bobina de 400 espiras, que foram enroladas próximas umas das outras para se ter garantia de que todas seriam atravessadas pelo mesmo fluxo. a) Explique por que a f.e.m. induzida na bobina é zero entre 0,1 s e 0,3 s. b) Determine a máxima f.e.m. induzida na bobina. 4. (Unicamp 94) Uma espira quadrada de lado a = 0,20 m e resistência R = 2,0 ² atravessa com velocidade constante v = 10 m/s uma região quadrada de lado b = 0,50 m, onde existe um campo magnético constante de intensidade B = 0,30 tesla. O campo penetra perpendicularmente no plano do papel e a espira se move no sentido de x positivo, conforme indica na figura adiante. Considerando o sentido horário da corrente elétrica como positivo, faça um gráfico da corrente na espira em função da posição de seu centro. Inclua valores numéricos e escala no seu gráfico. 10/11/2011 5:41 pag.1

2 5. (Fuvest 94) Um ímã, preso a um carrinho, desloca-se com velocidade constante ao longo de um trilho horizontal. Envolvendo o trilho há uma espira metálica, como mostra a figura adiante. Pode-se afirmar que, na espira, a corrente elétrica: a) é sempre nula. b) existe somente quando o ímã se aproxima da espira. c) existe somente quando o ímã está dentro da espira. d) existe somente quando o ímã se afasta da espira. e) existe quando o ímã se aproxima ou se afasta da espira. 6. (Ita 2005) Quando uma barra metálica se desloca num campo magnético, sabe-se que seus elétrons se movem para uma das extremidades, provocando entre elas uma polarização elétrica. Desse modo, é criado um campo elétrico constante no interior do metal, gerando uma diferença de potencial entre as extremidades da barra. Considere uma barra metálica descarregada, de 2,0 m de comprimento, que se desloca com velocidade constante de módulo v = 216 km/h num plano horizontal (veja figura), próximo à superfície da Terra. Sendo criada uma diferença de potencial (ddp) de 3,0x10 V entre as extremidades da barra, o valor do componente vertical do campo de indução magnética terrestre nesse local é de a) 6,9 x 10 T b) 1,4 x 10 T c) 2,5 x 10 T d) 4, 2 x 10 T e) 5,0 x 10 T 7. (Mackenzie 96) Um fio metálico retilíneo de massa 50 g e comprimento MN = 50 cm, é suspenso por um dinamômetro D de massa desprezível e mantido em equilíbrio na direção horizontal numa região onde existe um campo de indução magnética uniforme B de intensidade 0,040 T. Se o fio se encontra perpendicularmente ás linhas de indução, quando a intensidade da corrente elétrica indicada na figura é 20 A, o dinamômetro assinala: Adote g = 10 m/s a) N. b) N. c) N. d) N. e) N. 8. (Ufes 99) Uma espira gira, com velocidade angular constante, em torno do eixo AB, numa região onde há um campo magnético uniforme como indicado na figura. Pode-se dizer que a) surge na espira uma corrente elétrica alternada. b) surge na espira uma corrente elétrica contínua. c) surge na espira uma força eletromotriz induzida constante. d) surge na espira uma força eletromotriz, sem que corrente elétrica circule na espira. e) a força eletromotriz na espira é nula. 9. (Ufmg 95) A figura a seguir mostra um ímã colocado próximo a uma bobina. Todas as alternativas apresentam situações em que aparecerá uma corrente induzida na bobina, EXCETO: a) a bobina e o ímã se movimentam com a mesma velocidade para a direita. b) a bobina está em repouso e o ímã se movimenta para a direita. c) a bobina está em repouso e o ímã se movimenta para a esquerda. d) o ímã está em repouso e a bobina se movimenta para a direita. e) o ímã está em repouso e a bobina se movimenta para a esquerda. 10/11/2011 5:41 pag.2

3 10. (Ufmg 95) 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. Todas as alternativas apresentam ações que geram uma corrente elétrica induzida na espira, EXCETO a) desligar o interruptor. b) ligar o interruptor. c) manter o interruptor. d) manter o interruptor ligado e afastar a espira do circuito. e) manter o interruptor ligado e aproximar a espira do circuito. 11. (Unaerp 96) Das afirmativas a seguir, a mais correta é: a) A f.e.m. induzida num circuito é igual ao quociente da variação do fluxo magnético pelo inverso do tempo decorrido nesta variação. b) O sentido da corrente induzida é tal que seus efeitos são a favor da variação do fluxo que lhe deu origem. c) O fluxo magnético é o n de linhas de campo que não passa através da superfície da espira. d) O n de linhas de campo que atravessam uma espira só depende do vetor campo magnético. e) Dois fios paralelos, percorridos por correntes elétricas de sentidos contrários atraem-se. 12. (Unesp 89) Na figura, f e f representam fios condutores paralelos que conduzem a mesma corrente i³ = constante. ABCD é uma espira de cobre, quadrada, no mesmo plano dos fios. Nas condições do problema, podemos afirmar que: a) aparece na espira uma corrente "i" constante, no sentido AëB. b) aparece na espira uma corrente "i" crescente com o tempo, no sentido AëB. c) na espira a corrente é nula. d) aparece na espira uma corrente "i" constante, no sentido BëA. e) aparece na espira uma corrente "i" crescente com o tempo, no sentido BëA. 10/11/2011 5:41 pag.3

4 13. (Faap 96) 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 14. (G1 - cftmg 2006) Um aluno desenhou as figuras 1, 2, 3 e 4, indicando a velocidade do ímã em relação ao anel de alumínio e o sentido da corrente nele induzida, para representar um fenômeno de indução eletromagnética. A alternativa que representa uma situação fisicamente correta é: a) 1 b) 2 c) 3 d) (Ufmg 94) Na figura a seguir, representa-se um ímã prismático, com seu pólo norte voltado para baixo. Esse ímã foi abandonado e cai passando pelo centro de uma espira circular situada em um plano horizontal. Sejam ùie e ùei as forças do ímã sobre a espira e da espira sobre o ímã, respectivamente. Enquanto o ímã se aproxima do plano da espira, pode-se afirmar que a) ùie é vertical para cima, e ùei é vertical para baixo. b) ùie é vertical para cima, e ùei também é vertical para cima. c) ùie é nula, e ùei também é nula. d) ùie é vertical para baixo, e ùei é vertical para cima. e) ùie e ùei têm direções e sentidos indeterminados. 16. (Ufmg 94) Nessa figura, representa-se um ímã prismático, com seu pólo norte voltado para baixo. Esse ímã foi abandonado e cai passando pelo centro de uma espira circular situada em um plano horizontal. Sejam i e i, respectivamente, as correntes na espira quando o ímã se aproxima e quando se afasta dela. Sobre as correntes na espira, pode-se afirmar que a) i está no sentido MNP, e i, no sentido MPN. b) i está no sentido MPN, e i, no sentido MNP. c) i está no sentido MNP, e i é nula. d) i e i estão ambas no sentido MNP. e) i e i estão ambas no sentido MPN. 17. (Ufrs 96) Uma partícula com carga negativa se desloca no segundo quadrante paralelamente ao eixo dos x, para a direita, com velocidade constante, até atingir o eixo dos y (conforme a figura). A partir daí a sua trajetória se encurva. 10/11/2011 5:41 pag.4

5 Com base nisso, é possível que no primeiro quadrante haja I - somente um campo elétrico paralelo ao eixo dos y no sentido dos y negativos. II - somente um campo magnético perpendicular ao plano xy, entrando no plano xy. III - um campo elétrico paralelo ao eixo dos x e um campo magnético perpendicular ao plano xy. Quais afirmativas estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas II e III. e) I, II e III 18. (Ufrs 98) Quando a chave C está fechada, o circuito da figura a seguir é percorrido por uma corrente elétrica, observando-se no ponto P um campo magnético de módulo B. (Considere que o campo magnético terrestre pode ser desprezado.) Se os dois resistores do circuito forem substituídos por dois outros, cada um com resistência R/2, o módulo do campo magnético observado no ponto P será a) B/4 b) B/2 c) B d) 2 B e) 4 B 19. (Ufu 2006) Nas figuras a seguir, um ímã é movimentado sobre uma espira condutora, colocada sobre uma mesa, de tal forma que há uma variação do fluxo do campo magnético na espira. As figuras indicam o sentido da velocidade imprimida ao ímã em cada caso e o pólo do ímã, que se encontra mais próximo da espira. Assinale a alternativa que representa corretamente o sentido da corrente induzida na espira, de acordo com o movimento do ímã. 20. (Ufu 2006) Sabe-se que a variação do fluxo do campo magnético B, através de uma espira condutora, dá origem a uma corrente induzida, que obedece à Lei de Lenz. Na figura adiante, o fluxo do campo magnético sobre a espira condutora de área A irá variar se a intensidade B do campo magnético variar com o tempo. Considerando que o campo magnético é ativado no instante t = 0s, assinale a alternativa que contém uma expressão de B em função do tempo (t) que resultará em uma corrente induzida somente em um sentido, ou seja, sempre no sentido horário ou sempre no sentido anti-horário. a) B(t) = B³ sen Ÿt b) B(t) = B³ (t - 0,1t ) c) B(t) = B³ (t + 0,1t ) d) B(t) = B³ sen Ÿt 10/11/2011 5:41 pag.5

6 GABARITO a) sentido anti-horário 1 - b) 0,01 V 2) 2 s 2. a) 15 T/s b) 15 V 3. a) Segundo a Lei de Faraday, haverá uma força eletromotriz induzida numa bobina quando o fluxo magnético variar com o tempo. No gráfico, entre 0,1 e 0,3 segundos o fluxo é constante, portanto a f.e.m. induzida é nula. b) = 4V 4. Observe a figura a seguir: 5. [E] 6. [C] 7. [A] 8. [A] 9. [A] 10. [C] 11. [A] 12. [C] 13. [E] 14. [D] 15. [D] 16. [A] 17. [D] 18. [D] 19. [A] 20. [C] 10/11/2011 5:41 pag.6