SOLUÇÃO PRATIQUE EM CASA

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1 SOLUÇÃO PRATIQUE EM CASA SOLUÇÃO PC1. [D] Primeiramente é necessário encontrar o sentido da força magnética. Para tal, é direto verificar, utilizando a regra da mão esquerda, que o sentido desta força é vertical e para baixo. Assim, pelo equilíbrio de forças, temos que: Logo, 2 F P F el mag 2 k x M g B i L Mg BiL x 2k SOLUÇÃO PC2. [E] A intensidade da força magnética imposta a dois fios paralelos é dada por: F μ i1 i 2 2 π d i Equação esta, derivada de outras duas: F Bil e B μ 2 π d Substituindo os valores fornecidos, teremos: 7 4π F F 6 10 N 2 π 0,2 INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA 1

2 O sentido da força em cada situação é obtido usando-se, primeiramente, a regra da mão direita para determinar o sentido do campo magnético em cada fio, e então, com a regra da mão esquerda definimos o sentido da força em cada caso. SOLUÇÃO PC3. Aplicando a regra prática da mão direita (regra do tapa), obtemos o binário de forças atuantes na espira, provocando nela um torque no sentido horário, quando vista de frente. 2 INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

3 SOLUÇÃO PC4. [D] A quantidade de força eletromotriz induzida na barra será: 3 ε B v d ε 0,1 T 0,5 m / s 0,1m ε 5 10 V E a intensidade da corrente elétrica induzida é calculada com a 1ª lei de Ohm: 3 ε 5 10 V 3 i i i 2,5 10 A R 2,0 Ω A força aplicada na barra será igual à força magnética, de acordo com a expressão: 3 5 Fm Bid Fm 0,1 T 2,5 10 A 0,1 m Fm 2,5 10 N A potência dissipada pelo resistor é: P Ri P 2 Ω 2,5 10 P 12,5 10 W SOLUÇÃO PC5. [B] Aplicando a regra da mão esquerda sobre o fio (1), notamos que o campo magnético B está direcionado para cima e a força magnética F m está na horizontal para a esquerda. INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA 3

4 SOLUÇÃO PC6. [A] O examinador foi um pouco descuidado nesse teste. Ficou claro que a deflexão é no sentido da força, mas diretamente ou inversamente proporcional à corrente elétrica é a intensidade da força exercida no fio, que provoca a deflexão. Suponhamos, portanto, que a deflexão no fio seja diretamente proporcional a intensidade da força nele aplicada. Sabemos que a força magnética (F) é simultaneamente perpendicular à corrente (i) e ao campo magnético (B), no sentido do eixo que se obtém quando se gira de i para B (a simplificação dessa regra para alunos do Ensino Médio adotada por professores e autores é conhecida como regra da mão direita, ou regra do tapa ). A intensidade dessa força é dada por: força é diretamente proporcional à corrente. SOLUÇÃO PC7. F i l B. Ou seja, a intensidade da [A] Incorreta. Porque o fluxo do campo magnético varia conforme a direção do vetor normal à superfície da espira, ou seja, ΦB ABcos θ. [B] Incorreta. Pois, a frequência da corrente induzida será alternada devido à variação do fluxo do campo magnético que ora aumenta, ora diminui. Correta. Durante um ciclo, a força eletromotriz é inicialmente nula para a posição em que se encontra; depois de 1 4 de volta atinge um valor máximo ε max e depois de 1 volta é zero novamente de volta depois, atinge o 4 INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

5 valor εmax e ao completar a volta atinge o valor zero mais uma vez. Assim, a força eletromotriz induzida oscila conforme a função senoide entre os valores ε max, portanto, de forma alternada. [D] Incorreta. Porque a frequência de oscilação da rede (f) é dada em ciclo ω por segundo ou Hz e vale f. 2π [E] Incorreta. O valor da força eletromotriz varia de portanto, não é constante e nem varia B ω. SOLUÇÃO PC8. [B] εmax a εmax e, O fato de não haver corrente induzida na espira, indica que não existe variação do fluxo magnético sobre a espira e, portanto, não aparecem correntes induzidas na mesma. Sendo constantes a posição da espira e o ângulo entre os vetores indução magnética e a normal à superfície, não havendo corrente induzida, então o vetor indução magnética B deve ser constante e uniforme em todo o deslocamento da espira. Está correta a alternativa [B]. SOLUÇÃO PC9. [D] Uma f.e.m. será induzida ao longo de uma espira fechada se o fluxo magnético através da mesma sofrer variação. O módulo da f.e.m. é dado por: Δφ ε e seu sentido é tal que produza uma corrente induzida no sentido Δt dado pela lei de Lenz. SOLUÇÃO PC10. O transformador somente funciona com corrente alternada, pois a corrente no secundário é induzida, devido à variação do fluxo magnético. Como a bateria fornece tensão constante ao primário, a corrente através dele é contínua, não havendo variação de fluxo magnético no secundário e, consequente, é nula a força eletromotriz nele induzida. INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA 5

6 SOLUÇÃO PC11. [E] De acordo com a lei de Faraday-Neumann, a corrente elétrica induzida num circuito fechado ocorre quando há variação do fluxo magnético através do circuito. SOLUÇÃO PC12. De acordo com o enunciado: O campo magnético do ímã induz o ordenamento dos polos magnéticos na corda da guitarra.... Trocando-se as cordas de aço (material ferromagnético) por cordas de nylon, o efeito de magnetização torna-se muito fraco, desprezível, não enviando sinais ao amplificador. SOLUÇÃO PC13. Para haver corrente elétrica induzida, deve haver variação do fluxo magnético através do anel. Isso só ocorre enquanto ele está entrando ou saindo da região em que há campo magnético, ou seja, apenas em P 1 e P 3. SOLUÇÃO PC14. A intensidade da corrente induzida depende da variação do fluxo magnético gerado pela corrente na bobina: quanto mais intensa for a corrente na bobina, maior será a intensidade da corrente induzida no cérebro 6 INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

7 SOLUÇÃO PC15. [B] Enquanto o anel está entrando no campo magnético, o fluxo magnético através dele aumenta. Pela lei de Lenz, surge uma corrente induzida que gera um fluxo induzido em sentido oposto, na tendência de anular a variação do fluxo indutor. Como o fluxo indutor está saindo ( ) o fluxo induzido está entrando. Aplicando a regra da mão direita nº 1, conclui-se que a corrente induzida é no sentido horário, para um observador colocado como na figura. INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA 7

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