EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES ELETROMAGNETISMO FONTES DO CAMPO MAGNÉTICO

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1 FONTES DO CAMPO MAGNÉTICO QUESTÕES OBJETIVAS Condutor retilíneo. Ação entre condutores 1) (Vunesp) Considere os fenômenos seguintes. I. Um raio de luz passou de um meio transparente para outro, mudando a direção de sua trajetória. II. Duas cargas elétricas pontuais em repouso interagem com uma força inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. O sentido do campo magnético originado pela corrente no ponto 1 é corretamente representado por: III. Um fio, no vácuo, percorrido por uma corrente elétrica constante, cria um campo magnético cujas linhas formam círculos que têm o fio como eixo. Considere agora as quatro leis da física seguintes: R (Lei de Coulomb); S (Lei de Lenz); T (Lei de Snell); U (Lei de Ampère). Assinale a alternativa que contém a associação correta entre os fenômenos descritos e as leis citadas. a) I com R, II com S e III com T b) I com T, II com R e III com S c) I com T, II com R e III com U. d) I com S, II com U e III com T. e) I com T, II com U e III com R. 4) (U. F. Santa Maria-RS) Suponha que, através de um condutor retilíneo muito longo, passe uma corrente elétrica contínua I que penetra perpendicularmente no plano da página, a meio caminho entre os pontos A e B, conforme a figura abaixo. O diagrama que representa os vetores campo magnético de indução B, nos pontos A e B, é: ) (UFRS) Um fio retilíneo e longo, no plano da página, é percorrido por uma corrente elétrica constante, cujo sentido convencional é de A para B. Para representar vetores perpendiculares ao plano da página, utilizaremos as seguintes convenções: ( ) Vetor entrando na folha ( ) Vetor saindo da folha A direção e o sentido do campo magnético produzido pela corrente elétrica estão melhor representados pelos vetores indicados na figura: 5) (PUC-RS) Nas figuras abaixo representa-se uma agulha imantada do tipo bússola por S N, um condutor retilíneo e perpendicular à página, conduzindo corrente elétrica para dentro, por, ou, para fora desta página, por. 3) (FEI-SP) A figura representa um condutor reto e infinito percorrido por uma corrente elétrica constante e igual a I de A para B. Desprezando a ação de outros campos magnéticos, a figura que melhor representa a orientação da bússola 60

2 sob o efeito da corrente elétrica, para um observador que olhe para a página, é a da alternativa: a) I c) III e) V b) II d) IV 6) (UECE) Suponha um carro movendo-se na direção X. Por fricção com o ar, ele adquire uma certa quantidade de carga elétrica positiva. e) somente I e III. 8) (U. E. Londrina-PR) Numa sala de aula foram montados dois condutores verticais C 1, e C que suportam as correntes elétricas ascendentes de 3,0 e 4,0 ampères, respectivamente. Essas correntes elétricas geram campo magnético na região e, em particular, num ponto P situado no centro da sala. O esquema abaixo indica a posição relativa dos condutores e do ponto P na sala de aula. Clara, situada à margem da estrada, segura na mão uma pequena bússola, cuja agulha imantada, muito sensível, pode girar em torno do centro de massa, quer num plano horizontal, quer num plano vertical. Ao mesmo tempo, Aline, situada sobre o carro, mantém em sua mão uma bússola idêntica. Desprezando-se o campo magnético terrestre, pode-se concluir que: a) a bússola de Clara orienta-se na direção Z e a de Aline aponta na direção Y. b) a bússola de Clara orienta-se na direção Y, enquanto a de Aline aponta na direção X. c) a bússola de Clara não sofre ação de nenhuma força magnética, mas a bússola de Aline aponta na direção X. d) a bússola de Aline não experimenta a ação de nenhuma força magnética, mas a bússola de Clara aponta na direção Z, para baixo. 7) (U. F. Santa Maria-RS) Um condutor reto muito longo é percorrido por uma corrente "i". A intensidade do campo magnético, em um ponto situado a uma distância r da parte central do mesmo, é: I. independente da distância do ponto ao condutor. II. diretamente proporcional à intensidade de corrente "i". III. diretamente proporcional à distância do ponto ao condutor. Das proposições, está(ão) correta(s): a) somente I. b) somente II. c) somente III d) somente I e II. Nessas condições, o vetor indução magnética no ponto P é: a) horizontal e dirigido para o fundo da sala. b) horizontal e dirigido para o quadro-negro. c) horizontal e paralelo ao quadro-negro. d) vertical e dirigido para baixo. e) vertical e dirigido para cima. 9) (FGV-SP) Dois longos condutores elétricos paralelos a uma agulha magnética estão no mesmo plano horizontal da agulha, que eqüidista dos condutores. A agulha é livre para girar em torno de seu centro de massa e tem seu extremo norte apontando para o norte geográfico da Terra e se encontra no equador terrestre. Quando nos condutores se manifesta corrente do sul para o norte geográfico e de mesma intensidade, o pólo norte da agulha tende a: a) deslocar-se para baixo. b) permanecer em repouso. c) deslocar-se para cima. d) deslocar-se para leste. e) deslocar-se para oeste. 10) (FEI-SP) Um fio de cobre, reto e extenso, é percorrido por uma corrente i = 1,5 A. Qual é a intensidade do vetor campo magnético originado em um ponto à distância r = 0,5 m do fio? (Dado: 0 = T. m/a.) a) B = 10-6 T b) B = 0, T c) B = 1, T d) B =, T e) B = 4, T 11) (UFRO) Se um fio condutor razoavelmente longo é esticado sobre uma mesa e percorrido por uma corrente de 5 A, a intensidade do campo magnético 61

3 gerado por esta corrente a 1 cm do fio será, em tesla, igual a: (Considere: 0 = T. m/a.) a) 10-1 b) 10 - c) 10-3 d) 10-4 e) 10-5 e) Região III, x = i 1 i a / (i 1 + i ) 15) (UFMG) Observe a figura. 1) (FEI-SP) Um fio condutor retilíneo muito longo, imerso em um meio cuja permeabilidade magnética é, = T. m/a, é percorrido por uma corrente I. A uma distância r = 1 m do fio sabe-se que o módulo do campo magnético é 10-6 T. Qual é a corrente elétrica I que percorre o fio? a) 3,333 A b) 6 A c) 10 A d) 1 A e) 6 A 13) (UFMG) Observe a figura. Nesta figura, dois fios retos e longos, perpendiculares entre si, cruzam-se sem contato elétrico e, em cada um deles, há uma corrente i, de mesma intensidade. Na figura, há regiões em que podem existir pontos nos quais o campo magnético resultante, criado pelas correntes, é nulo. Essas regiões são: a) I e li c) I e lv e) II e IV b) I e III d) li e III 16) (UFSE) Considere as seguintes afirmativas: I. As linhas de força magnética são fechadas. Essa figura mostra três fios paralelos, retos e longos, dispostos perpendicularmente ao plano do papel, e, em cada um deles, uma corrente i. Cada fio, separadamente, cria, em um ponto a 0 cm de distância dele, um campo magnético de intensidade B. O campo magnético resultante no ponto P, devido à presença dos três fios, terá intensidade igual a: a) B/3 b) B/ c) B d) 5 B/ e) 3 B 14) (ITA-SP) Correntes i 1 e i fluem na mesma direção ao longo de dois condutores paralelos, separados por uma distância a, com i 1 > i. Em qual das três regiões I, II ou III, e para que distância x medida a partir do condutor onde passa a corrente i 1, é a indução magnética igual a zero? II. Um prego será atraído por um ímã somente se já estiver imantado. III. Dois condutores paralelos, nos quais flui uma corrente elétrica, ficam sujeitos a forças magnéticas de atração ou de repulsão. Pode-se afirmar que somente: a) I é correta. b) II é correta. c) III é correta. d) I e II são corretas. e) I e III são corretas. 17) (Fuvest-SP) Um circuito é formado por dois fios muito longos, retilíneos e paralelos, ligados a um gerador de corrente contínua, como mostra a figura. O circuito é percorrido por uma corrente constante I. a) Região I, x = i a / (i 1 + i ) b) Região II, x = i a/ (i 1 - i ) c) Região II, x = i 1 a / (i 1 + i ) d) Região III, x = i 1 a/(i 1 - i ) Pode-se afirmar que a força de origem magnética que um trecho retilíneo exerce sobre o outro é: a) nula. b) atrativa e proporcional a I. c) atrativa e proporcional a I. 6

4 d) repulsiva e proporcional a I. e) repulsiva e proporcional a I. 18) (Mackenzie-SP) Dois fios condutores, retilíneos e extensos estão no vácuo ( 0 = T. m/a), dispostos paralelamente um ao outro, distanciados de 10 cm. Quando em cada um deles passa uma corrente elétrica de intensidade 10 A, ambas no mesmo sentido, a cada metro de comprimento, os mesmos: a) se atraem com uma força de intensidade N. b) se atraem com uma força de intensidade N. c) se repelem com uma força de intensidade N. d) se repelem com uma força de intensidade N. e) se atraem ou se repelem, dependendo do material que os constitui, com uma força de intensidade N. 19) (PUC/Campinas-SP) Dois condutores retos, extensos e paralelos estão separados por uma distância d =,0 cm e são percorridos por correntes elétricas de intensidades i 1 = 1,0 A e i =,0 A,com os sentidos indicados na figura abaixo. Espira circular 1) (PUC-MG) No centro de uma espira circular de raio R percorrida por corrente de intensidade i, o vetor indução magnética: I. tem módulo independente do meio que envolve a espira. II. é perpendicular ao plano da espira. III. tem módulo proporcional à razão i/r. Com relação às afirmações I, II e III, é correto afirmar que: a) só I e III são corretas. b) só II e III são corretas. c) só II é correta. d) todas são corretas. e) todas são falsas. ) (U. F. Uberlândia-MG) Considerando o elétron, em um átomo de hidrogênio, como sendo uma massa pontual girando, no plano da folha, em órbita circular como mostra a figura, o vetor campo magnético criado no centro do círculo por esse elétron é representado por: (Dado: permeabilidade magnética do vácuo = T. m/a). Se os condutores estão situados no vácuo, a força magnética entre eles, por unidade de comprimento, no Sistema Internacional, tem intensidade de: a). 10-5, sendo de repulsão b). 10-5, sendo de atração c). 10-5, sendo de atração d). 10-5, sendo de repulsão e) , sendo de atração 0) (Unifor-CE) O ampère é a intensidade de corrente elétrica constante que, mantida em dois condutores paralelos, retilíneos, de comprimento infinito, de secção circular desprezível, e situados à distância de 1 metro entre si, no vácuo, produz entre esses condutores uma força igual a newtons por metro de comprimento. A força entre os condutores, referida na definição do ampère, pode ser classificada como: a) eletromagnética. b) nuclear. c) eletrostática. d) gravitacional. e) dissipativa. 3) (Osec-SP) Uma espira circular de raio cm é percorrida por uma corrente de intensidade,0 ampères, no sentido anti-horário, como mostra a figura. O vetor indução magnética no centro da espira é perpendicular ao plano da figura e de intensidade: (Dado: ( 0 = T. m/a). a) T, orientado para fora. b) T, orientado para dentro. c) T, orientado para fora. d) T, orientado para dentro. e) T, orientado para fora. 63

5 4) (UFAC) Duas espiras circulares, de mesmo centro C, possuem raios R 1 = 40 cm e R = 1 cm. A espira de raio R é percorrida por uma corrente i = 30 A, no sentido anti-horário. Qual deve ser a intensidade e o sentido da corrente i 1, que deverá percorrer a espira de raio R 1, para que o campo magnético resultante, criado pelas duas espiras no ponto C, seja nulo? a) i 1 = 11 A, em sentido contrário a i. b) i 1 = 15 A, mesmo sentido de i. c) i 1 = 0 A, perpendicular a i. d) i 1 = 1,0 A, em sentido contrário a i. e) i 1 = 100 A, em sentido contrário a i. 5) (Mackenzie-SP) Na figura abaixo temos duas espiras circulares concêntricas, de mesmo raio e planos perpendiculares. O campo magnético B r, resultante dos campos criados pelas correntes i 1 e i (i 1 = i ) no centro O, tem a direção e o sentido da bissetriz do ângulo: 6 O vetor indução magnética originado no centro C tem intensidade: a) T b) T c) T d) T e) T 7) Se uma carga elétrica puntiforme q = 1, C se encontrar em repouso no ponto C, a intensidade da força que atua sobre ela, devido à presença do campo magnético originado pelas correntes, é: a) 1, N b) 6, N c) 3, N d) 1, N e) zero Solenóide 8) (Esal-MG) Um condutor enrolado em forma helicoidal é percorrido por corrente contínua no sentido indicado na figura abaixo. a) AOB b) AOC c) BOC d) BOD e) AOD A configuração que mais se aproxima do campo magnético no interior da bobina é: (Mackenzie-SP) Este enunciado se refere às questões de números 6 e 7. Duas espiras circulares e concêntricas possuem raios praticamente iguais a 4 cm cada uma e estão dispostas num mesmo plano, de acordo com a ilustração abaixo. As intensidades das correntes, segundo os sentidos assinalados, são i 1 = A e i = 6 A. (Considere 0 = T. m/a.) 9) (U. F. Uberlândia-MG) Uma carga positiva q é lançada à velocidade v, ao longo do eixo de um solenóide (= bobina) longo percorrido pela corrente I. 64

6 a) b) r V L R V L É correto afirmar que: a) a força magnética sobre q é dirigida para cima. b) a velocidade v é perpendicular ao campo magnético no interior do solenóide. c) a força magnética sobre q é nula. d) o campo magnético no interior do solenóide está dirigido para a esquerda. e) a força magnética sobre q realiza um trabalho negativo. 30) (Mackenzie-SP) As extremidades A e B de um solenóide são mantidas aos potenciais V A e V B sendo V A > V B. c) d) e) r V L r V R r R L V L 3) (Ulbra-RS) Das substâncias abaixo as que podem ser consideradas como ferromagnéticas são as do grupo: a) cobalto, ouro. b) ferro, níquel. c) ferro, alumínio. d) ouro, platina. e) ferro, prata. A posição de equilíbrio da agulha imantada de uma bússola, quando colocada no ponto P do eixo do solenóide, é: 33) (Fefisa-SP) Dentre os materiais abaixo relacionados, aquele que não deve ser usado para construir a carcaça de uma bússola é: a) o ferro. b) o alumínio. c) o latão. d) a madeira. 34) (Faap-SP) Um fio de cobre coberto com material isolante esmaltado é enrolado num prego (de ferro), sempre no mesmo sentido de rotação, como mostra a figura. Fazendo passar uma corrente contínua I, o prego se comporta como um ímã. Os pontos X e Z indicam as extremidades do prego e o ponto Y indica sua parte central. Como se configura a polaridade magnética do prego nessa situação? 31) (ITA-SP) O valor da indução magnética no interior de uma bobina em forma de tubo cilíndrico é dado, aproximadamente, por B = ni onde é a permeabilidade do meio, n o número de espiras por unidade de comprimento e i é a corrente elétrica. Uma bobina desse tipo é construída com um fio fino metálico de raio r, resistividade p e comprimento L. O fio é enrolado em torno de uma forma de raio R obtendo-se assim uma bobina cilíndrica de uma única camada, com as espiras uma ao lado da outra. A bobina é ligada aos terminais de uma bateria ideal de força eletromotriz igual a V. Nesse caso, pode-se afirmar que o valor de B dentro da bobina é: a) Somente com pólos norte em X e Z. b) Somente com pólos sul em X e Z. c) Com pólos norte em X e Z e pólo sul em Y. d) Com pólos sul em X e Z e pólo norte em Y. e) Somente com pólo norte numa extremidade e pólo sul na outra. 65

7 35) (PUC-MG) Sabe-se que a corrente elétrica pode produzir magnetismo e que esse fato permite que se construam os eletroímãs. Na figura ao lado, vê-se um circuito elétrico, composto de resistências, uma bateria de 1 volts e dois cilindros de ferro, envolvido pelos condutores. Com relação ao desenho, leia as afirmativas abaixo: I. Com a chave (CH) aberta, a extremidade B torna-se um pólo magnético sul e o pêndulo será atraído. II. Com a chave fechada, a extremidade B torna-se um pólo sul e o pêndulo será repelido. III. Com a chave aberta, a extremidade B torna-se um pólo norte e o pêndulo permanece em repouso. IV. Com a chave fechada, a extremidade B torna-se um pólo norte e a extremidade C um pólo sul. V. Com a chave fechada, o campo magnético induzido no cilindro AB é mais intenso do que o campo induzido se a chave estiver aberta. Assinale: a) se as afirmativas I, II e III estiverem corretas. b) se as afirmativas I, II e IV estiverem corretas. c) se as afirmativas I, II e V estiverem corretas. d) se as afirmativas II, III e V estiverem corretas. e) se as afirmativas III, IV e V estiverem corretas. QUESTÕES OBJETIVAS 01. c 0. a 03. e 04. c 05. b 06. d 07 b 08. a 09. b 10 c 11. d 1. a 13. b 14. c 15. b 16. e 17. e 18. b 19. a 0. a 1. b. a 3. a 4. e 5. b 6. d 7. e 8. a 9. c 30. e 31. a 3. b 33. a 34. e 35. c 66