Magnetismo e Eletromagnetismo

Transcrição

1 Magnetismo e Eletromagnetismo Professor Walescko 18 de outubro de 2005 Sumário 1 Exercícios 1. Quando um ímã em forma de barra é partido ao meio, observa-se que (a) separamos o pólo norte do pólo sul. (b) obtemos ímãs unipolares. (c) damos origem a dois novos ímãs. (d) os corpos mão mais possuem a propriedade magnética. (e) um pedaço fica imantando e o outro, não. 2. O ferro é substância ferromagnética, o ouro é substância diamagnética e a platina é substância paramgnética. Uma metálica AB colocada entre os pólos de um ímã tem seus ímãs elementares facilmente orientados no sentido do campo magnético do ímã. (a) somente se ela for de ouro (b) somente se ela for de platina. (c) somente se ela for de ferro. (d) se ela for de ouro ou de platina. (e) se ela for de ouro ou de ferro. 3. O campo magnético gerado por um ímã permanente, em forma de barra cilíndríca, (a) é uniforme em torno do ímã. (b) é perpendicular à superfície lateral do ímã. (c) é nulo no interior do ímã. (d) não exerce força sobre corrente elétricas em fios colocados nas suas proximidades. (e) exerce uma força sobre uma partícula eletricamente carregada que se desloca numa direção não paralela ao campo magnético. 4. Pendura-se um alfinete pela ponta numa tesoura imantada. Em seguida um outro alfinete em contato somente com o anterior. Pode-se dizer que (a) o segundo alfinete é atraído pela tesoura. (b) só o primeiro alfinete foi induzido a funcionar como ímã. (c) o segundo alfinete é suspenso somente devido ao seu pouco peso. (d) os dois alfinetes funcionam como ímãs. (e) nada dito acima pode explicar o fato. 5. No equador geográfico da Terra, o campo magnético terrestre tem sentido do 1

2 (a) centro da Terra para o espaço exterior. (b) norte para o sul geográfico. (c) sul para o norte geográfico. (d) oeste para o leste. (e) leste para o oeste. 6. Uma pessoa, por descuido, deixa cair um ímã em forma de barra, que se quebra em dois pedaços. Cada um desses pedaços é constituído por... denominado(s).... As lacunas são corretamente preenchidas respectivamente, por: (a) um pólo magnético - pólo sul e pólo norte. (b) um pólo magnético - pólo norte ou pólo sul (c) dois pólos magnéticos - pólo norte e pólo sul. (d) dois pólos magnéticos - pólo sul. (e) dois pólos magnéticos - pólo norte. 7. Um pedaço de ferro é colocado ao lado de um ímã, de acordo com a figura abaixo. Com relação a essa situação, pode-se afirmar que (a) a força de atração do ímã sobre o ferro é maior que a do ferro sobre o ímã. (b) existe somente força de atração do ímã sobre o ferro, e não do ferro sobre o ímã. (c) as forças de interação entre o ímã e o ferro são de mesmo módulo. (d) o ferro não fica magnetizado se colocado próximo ao pólo. (e) não haverá mais força de atração sobre o ferro, se o ímã for serrado ao meio. 8. Em cada uma das figuras abaixo está representado um fio conduzindo uma corrente elétrica i e algumas linhas de campo magnético produzido pela corrente. Os simbolos e significam, respectivamente, linhas de campo entrando e saindo da folha, do ponto de vista de quem olha para a folha: O campo magnético está corretamente representado (a) somente na figura I. (b) nas figuras I e II. (c) somente na figura II. (d) somente na figura III. (e) nas figuras II e III. 9. Considerando o elétron, um átomo de hidrogênio, como sendo uma massa puntual girando, no plao da folha, em uma órbita circular, como mostra a figura, o vetor campo magnético criado no centro do círculo por esse elétron é representado por 2

3 (a) (b) (c) (d) (e) 10. Considere a seguinte figura: (a) aumentar o número de espiras da bobina. (b) aumentar a corrente elétrica através da bobina. (c) aumentar a tensão elétrica aplicada na bobina. (d) colocar um núcleo de ferro dentro da bobina. (e) colocar um núcleo de qualquer metal dentro da bobina. 12. Analisando o comportamento de partículas que se movimentam perpendicularmente à direção de um campo magnético, verifica-se que a partícula que não é acelerada pela força devido a esse campo é (a) nêutron. (b) o próton. (c) o elétron. (d) a partícula alfa. (e) a partícula beta. Uma corrente elétrica, passando por um fio condutor, cria, ao seu redor, um campo magnético. Se o fio for muito comprido, o vetor indução magnética num ponto P próximo ao condutor estará (a) perpendicular ao plano x-y. (b) na direção +x. (c) na direção -x. (d) na direção +y. (e) na direção -y. 11. Para aumentar o efeito magnético de uma bobina que está ligada a uma bateria, podemos realizar os seguintes procedimentos, exceto 13. Em que situação descrita nas alternativas está agindo um força magnética sobre a partícula em questão? (a) Um próton move-se em um camp magnético. (b) Um elétron encontra-se em repouso em um campo magnético. (c) Um nêutron move-se em um campo magnético. (d) Uma partícula alfa encontra-se em repouso em um campo magnético. (e) Uma partícula gama move-se em um campo magnético. 14. Dentre as afirmações apresentadas nas alternativas, relacionadas com elétrons, qual está correta? 3

4 (a) Elétrons em movimento dão origem a um campo magnético. (b) Um elétron lançado em campo magnético uniforme mantém sua velociade constante. (c) os elétrons livres fazem parte do núcleo atômico. (d) Um elétron lançado em campo elétrico uniforme mantém sua velocidade constante. (e) em um átomo os elétrons não interagem com os prótons. Instrução: o enunciado abaixo refere-se às questões de número 15 e 16. Um segmento retilíneo de fio conduz uma corrente elétrica i, em uma região onde existe um campo magnético uniforme B. Devido a este campo magnético, o fio fica sob o efeito de uma força de módulo F, cuja direção é perpendicular ao fio e à direção B. 15. Se duplicarmos as intensidades do campo magnético e da corrente elétrica, mantendo inalterados todos os demais fatores, a força exercida sobre o fio passará a ter módulo (a) 8F. (b) 4F. (c) F. (d) F/4. (e) F/ O efeito ao qual se refere o enunciado constitui o princípio de funcionamento de (a) motores elétricos. (b) aquecedores elétricos. (c) capacitores. (d) reostatos. (e) eletroscópios. 17. Um transformador elétrico tem 200 e 400 voltas de fio primário e no secundário, respctivemente, e rendimento de 100%. Aplicando-se uma tensão alternada de 120 volts ao primário, obtém-se uma tensão alternada de saída cujo o valor, em volts, é igual a (a) 480. (b) 240. (c) 120. (d) 60. (e) Qual a alternativa que melhor exemplifica um dispositivo em que ocorre indução eletromagnética? (a) transformador. (b) capacitor. (c) resistor. (d) pilha elétrica. (e) ímã permanente. 19. Os seguintes fenômenos fazem parte do estudo do eletromagnetismo: I. Um fio condutor percorrido por uma corrente elétrica e posicionado perpendicularmente a uma campo magnético sofre a ação de uma força. II. Numa espira metálica através da qual há uma variação de fluxo magnético é induzida uma força eletromotriz. São aplicações desses fenômenos, respectivamente, 4

5 (a) o gerador de tensão alternada e o motor elétrico. (b) o eletroímã e o motor elétrico. (c) o gerador elétrico e o eletroímã. (d) o motor elétrico e o gerador de tensão alternada. 2 Vestibulares UFRGS 20. (UFRGS ) A histórica experiência de Oersted, que unificou a eletricidade e o magnetismo, pode ser realizada por qualquer pessoa, bastanto para tal que eladisponha de uma pilha comum de lanterna, de um fio elétrico e de (a) um reostato. (b) um eletroscópio. (c) um capacitor. (d) uma lâmpada. (e) uma bússola. (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 anti-horário. (e) de sentido horário e de sentido antihorário. 22. (UFRGS ) Um fio condutor enrolado em forma de solenóide encontra-se em repouso no interior de um campo magnético uniforme cuja a intensidade (B) varia, em função do tempo (t), do modo indicado no gráfico abaixo. O campo magnético perpendicular às espiras do solenóide. 21. (UFRGS ) A figura abaixo 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, indique qual dos seguintes gráficos melhor representa a corrente elétrica (i), induzida no solenóide, como função do tempo (t). (a) Nessas condições, pode-se afirmar que as correntes elétricas induzidas nas epiras e 1 e e 2 são respectivamente, (b) 5

6 abaixo. Como é convencional, o ponto no fio A indica que a corrente desse fio está saindo da págin, e o X indica que a corrente do fio C está entrando na página. (c) 23. (UFRGS ) No ponto P da figura, o vetor campo magnético (d) (a) é nulo. (b) aponta para o alto da página. (c) aponta para o pé da página. (d) aponta para a esquerda. (e) aponta para a direita. 24. (UFRGS ) A força magnética, por metro, exercida pelo fio A sobre o fio C (e) Instrução: As questões 23 e 24 referemse ao enunciado e à figura abaixo. Dois longos fios retilíneos e paralelos, A e C, que atravessam perpendicularmente o plano da página, são percorridos por correntes elétricas de mesma intensidade e de sentidos contrários, conforme representa, em corte transversal, a figura (a) é nulo. (b) aponta para o alto da página. (c) aponta para o pé da página. (d) aponta para a esquerda. (e) aponta para a direita. 25. (UFRGS ) Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto abaixo, na ordem em que elas aparecem. 6

7 A figura abaixo representa dois fios metálicos paralelos, A e B, próximos um do outro, que são percorrido por correntes elétricas de mesmo sentido e de intensidade iguais a I e 2I, respectivamente. A força que o fio A exerce sobre o fio B é..., e sua intensidade é... intensidade da força excercida pelo fio B sobre o fio A. (a) repulsiva - duas vezes maior do que a (b) repulsiva - igual à (c) atrativa - duas vezes menor do que a (d) atrativa - duas vezes maior do que a (e) atrativa - igual à (d) Apenas I e III. (e) Apenas II e III. 27. (UFRGS ) A figura abaixo representa uma região do espeço no interior de um laboratório, onde existe um campo magnético estático e uniforme. As linhas do campo apontam perpendicularmente para o dentro da folha, conforme indicado. 26. (UFRGS ) Um ímã em formato de pastilha, está apoiado sobre horizontal de uma mesa, Uma espira circular, feita de um determinado material sólido, é mantida em repouso, horizontalmente, a uma certa altura acima de um dos pólos do ímã, como indica a figura abaixo, onde estão representadas as linhas do campo magnético do ímã. Ao ser solta, a espira cai devido á ação da gravidade, em movimento de translação, indo ocupar, num instante posterior, a posição representada pelo círculo tracejado. Examine as afirmações abaixo, relativas á força magnética F exercida pelo ímã sobre a esprira durante sua queda. I. Se a espira for de cobre, a força F será orientada de baixo para cima. II. Se a espira for de alumínio, a força F será orientada de cima para baixo. III. Se a espira for de plástico, a força F será orientada de cima para baixo. Quais estão corretas? (a) Apenas I. (b) Apenas II. (c) Apenas III. Uma partícula carregada negativamente é lançada a partir do ponto P com velocidade inicial v 0 em relação ao laboratório. Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as afirmações abaixo, referentes ao movimento subseqüente da partícula, com respeito ao laboratório. ( ) Se v 0 for perpendicular ao plano da página, a partícula seguirá uma linha reta, mantendo sua velocidade inicial. ( ) Se v 0 apontar para a direita, a partícula se desviará para o pé da página. ( ) Se v 0 apontar para o alto da página, a partícula se desviará para a esquerda. A seqüêcia dos parênteses, de cima para baixo, é (a) V - V - F. (b) F - F - V. (c) F - V - F. (d) V - F - V. (e) V - V - V. 7

8 28. (UFRGS ) Uma espira condutora retangular, de comprimento 2L, deslocase 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. (c) Sento t= 0 o instante em que a esperia começa a ingeressar 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 magntico, em função do tempo t. (d) (a) (e) (b) 8

9 3 Gabarito 01-C 02-C 03-E 04-D 05-C 06-C 07-C 08-A 09-A 10-A 11-E 12-A 13-A 14-A 15-B 16-A 17-B 18-A 19-E 20-E 21-E 22-A 23-D 24-A 25-E 26-A 27-A 28-E 9