Lista de Exercícios Pré Universitário Uni-Anhanguera Aluno(a): Nº. Professor: Fabrízio Gentil Série: 3 o ano Disciplina: Física - Magnetismo 01 - (PUC SP) Na figura abaixo temos a representação de dois condutores retos, extensos e paralelos. A intensidade da corrente elétrica em cada condutor é de 20 2A nos sentidos indicados. O módulo do vetor indução magnética resultante no ponto P, sua direção e sentido estão mais bem representados em Adote µ 0 = 4π 10 7 T m/a a) 4 2 4 10 T b) 8 2 4 10 T c) 4 8 10 T e d) 4 4 10 T e e) 4 2 7 10 T e e e 02 - (UDESC) Dois fios retilíneos e de tamanho infinito, que conduzem correntes elétricas i 1 e i 2 em sentidos opostos, são dispostos paralelamente um ao outro, como mostra a Figura 5. A intensidade de i 1 e a metade da intensidade de i 2 e a distancia entre os dois fios ao longo da linha ox e d. Considere as seguintes proposições sobre os campos magnéticos produzidos pelas correntes i 1 e i 2 nos pontos localizados ao longo da linha ox: I. À esquerda do fio 1 não existe ponto no qual o campo magnético resultante seja nulo. II. Nos pontos localizados entre o fio 1 e o fio 2, os campos magnéticos produzidos por ambas as correntes tem o mesmo sentido. III. À direita do fio 2 existe um ponto no qual o campo magnético resultante é nulo. IV. O campo magnético resultante é nulo no ponto que fica à distancia 3d/4 à esquerda do fio 2. 1
Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. b) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. c) Somente a afirmativa III e verdadeira. d) Somente a afirmativa II e verdadeira. e) Somente a afirmativa IV e verdadeira. 03 - (IFPE) Uma bobina chata representa um conjunto de N espiras que estão justapostas, sendo essas espiras todas iguais e de mesmo raio. Considerando que a bobina da figura abaixo tem resistência de R = 8 Ω, possui 6 espiras, o raio mede 10 cm, e ela é alimentada por um gerador de resistência interna de 2Ω e força eletromotriz de 50 V, a intensidade do vetor indução magnética no centro da bobina, no vácuo, vale: Dado: µ o = 4 π 10 7 T.m/A (permeabilidade magnética no vácuo) a) 2 π 10 5 T b) 4 π 10 5 T c) 6 π 10 5 T d) 8 π 10 5 T e) 9 π 10 5 T 04 - (UEFS BA) Tratando-se de um campo magnético produzido no eixo do solenoide percorrido por uma corrente elétrica, analise as proposições, marcando com V as verdadeiras e com F, as falsas. ( ) O módulo do campo magnético é proporcional ao número de espiras por unidade de comprimento do solenoide. ( ) A intensidade do campo magnético diminui quando uma barra de ferro é introduzida no seu interior. ( ) O módulo do campo magnético é proporcional à intensidade da corrente elétrica que percorre o solenoide. A partir da análise dessas proposições, a alternativa que indica a sequência correta, de cima para baixo, é a a) V V F b) V F V c) F V F d) F V V 2
e) V V V 05 - (UESPI) Três fios delgados e infinitos, paralelos entre si, estão fixos no vácuo. Os fios são percorridos por correntes elétricas constantes de mesma intensidade, i. A figura ilustra um plano transversal aos fios, identificando o sentido ( ou ) da corrente em cada fio. Denotando a permeabilidade magnética no vácuo por μ 0, o campo magnético no centro da circunferência de raio R tem módulo dado por: a) μ 0 i/(πr) b) μ 0 i/(2πr) c) 3μ 0 i/(2πr) d) 5 μ 0 i/(πr) e) 5 μ 0 i/(2πr) 06 - (FMABC) A figura representa um longo fio retilíneo percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i = 4mA. Podemos afirmar que a intensidade do campo magnético B no ponto P, distante d = 8cm do fio, vale Considere: µ 0 = 4π10-7 ( SI ) a) 1 10-7 T b) 1 10-8 T c) 1 10-11 T d) 1 10-13 T e) 4 10-13 T 07 - (UNIMONTES MG) A intensidade do campo magnético a 20 cm de um fio retilíneo e muito longo, conduzindo uma corrente de 20 A, é igual a 2 10 5 T. Se a corrente for duplicada, o valor do campo magnético a 10 cm do fio será 3
a) 8 10 5 T. b) 4 10 5 T. c) 6 10 5 T. d) 2 10 5 T. 08 - (UESPI) A figura ilustra um fio metálico bem fino, retilíneo e infinito, percorrido por uma corrente elétrica de valor constante i. O sistema encontra-se no vácuo, onde a permeabilidade magnética é denotada por µ 0. Para tal situação, assinale a alternativa que apresenta o valor correto do módulo do campo magnético gerado por tal corrente, em função da distância r ao fio: a) zero b) µ 0 i /(2r) c) µ 0 i /(2πr) 2 d) µ 0 i /(2r ) 2 e) µ 0 i /(2πr ) 09 - (UNINOVE SP) -7 No vácuo, onde a constante de permissividade magnética vale 4 π 10 T.m/A, há um fio retilíneo muito longo pelo qual passa uma corrente elétrica contínua de 2,5 A de intensidade, como mostra 6 a figura. Essa corrente gera no ponto A um campo magnético de intensidade 5,0.10 T. A distância d que separa o ponto A do fio é, em cm, de 4
a) π. b) 10. π. c) 1,0. d) 10. e) 100. 10 - (UDESC) Um fio retilíneo e horizontal, com 15g de massa e 1,0m de comprimento, é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i. O fio está a uma altura h do chão e há um campo magnético uniforme B=0,50T entrando no plano desta página, como mostra a Figura 3. Assinale a alternativa que apresenta, respectivamente, o valor e o sentido da corrente elétrica, para que o fio flutue permanecendo em repouso. a) 0,3A, para a direita b) 0,3A, para a esquerda c) 300A, para a direita d) 300A, para a esquerda e) 30A, para a direita 11 - (UCS RS) Os motores elétricos são importantes instrumentos na vida moderna, pois elevadores, liquidificadores, aspiradores de pó e vários outros equipamentos de uso cotidiano dependem deles. O princípio de funcionamento desses motores é baseado na interação entre corrente elétrica e campo magnético. Considere um fio reto de 0,2 m de comprimento, no qual circula uma corrente elétrica de 2 A. Esse fio está submetido a um campo magnético de 0,09 T, cujo sentido faz 30º com o sentido da corrente. Qual é o módulo da força magnética sobre o fio? Considere cos30º = 0,87 e sen30º = 0,5. a) 0,018 N b) 0,028 N c) 0,038 N d) 0,110 N e) 0,509 N 12 - (UFU MG) Considere um fio condutor suspenso por uma mola de plástico na presença de um campo magnético uniforme que sai da página, como mostrado na figura abaixo. O módulo do campo magnético é B=3T. O fio pesa 180 g e seu comprimento é 20 cm. 5
Considerando g = 10m/s, o valor e o sentido da corrente que deve passar pelo fio para remover a tensão da mola é: a) 3 A da direita para a esquerda. b) 7 A da direita para a esquerda. c) 0,5 A da esquerda para a direita. d) 2,5 A da esquerda para a direita. 13 - (UPE) Um condutor retilíneo de comprimento l, percorrido por uma corrente elétrica i, é imerso em um campo magnético uniforme B. Na figura a seguir, estão disponibilizadas as seguintes situações I, II, III, IV e V: I. II. III. IV. V. Nessas condições, o conjunto que melhor representa o sentido da força magnética que atua sobre o condutor nos itens I, II, III, IV e V, respectivamente, é 6
a) b) c) d) e) 14 - (UNIFEI MG) Um fio condutor retilíneo, de 2,0m de comprimento, faz um ângulo de 30º com um campo magnético uniforme de 0,50 T. Se o fio for percorrido por uma corrente de 2,0 A, pode-se dizer que o módulo da força sobre o fio é: a) 2,0 N b) 1,7 N c) 1,0 N d) 0,5 N 15 - (UNIMONTES MG) Uma carga Q, na figura, move-se com velocidade V nas proximidades de um fio percorrido por uma corrente elétrica I. Indique a direção da força magnética do fio sobre a carga. a) b) c) d) 16 - (PUC RJ) Cientistas creem ter encontrado o tão esperado bóson de Higgs em experimentos de colisão próton-próton com energia inédita de 4 TeV (tera elétron-volts) no grande colisor de hádrons, LHC. Os prótons, de massa 1,7 10 27 kg e carga elétrica 1,6 10 19 C, estão praticamente à 7
velocidade da luz (3 10 8 m/s) e se mantêm em uma trajetória circular graças ao campo magnético de 8 Tesla, perpendicular à trajetória dos prótons. Com estes dados, a força de deflexão magnética sofrida pelos prótons no LHC é em Newton: a) 3,8 10 10 b) 1,3 10 18 c) 4,1 10 18 d) 5,1 10 19 e) 1,9 10 10 17 - (UDESC) Um campo elétrico de 1,5kV/m, vertical para cima, e um campo magnético de 0,4T atuam sobre um elétron em movimento horizontal para a direita, de modo que a trajetória do elétron não é alterada. Lembrando que e representam, respectivamente, campo magnético saindo desta folha e campo magnético entrando nesta folha. Assinale a alternativa que apresenta a velocidade do elétron e a direção do campo magnético, na sequência: a) 3750 m/s ; b) 3,750 m/s ; c) 37,50 m/s ; d) 3750 m/s ; e) 3,750 m/s ; 18 - (UEFS BA) Uma partícula eletrizada com a carga igual a 3.10 6 C desloca-se com velocidade de módulo igual a 2.10 2 m/s, formando um ângulo de 30 o com a linha de indução magnética de um campo magnético uniforme de intensidade 1,6.10 3 T, conforme mostra a figura. A força magnética, em 10 8 N, que atua sobre a partícula é igual a a) 48 b) 58 c) 68 d) 78 e) 98 19 - (PUC RS) Uma partícula eletrizada positivamente de massa 4mg é lançada horizontalmente para a direita no plano xy, conforme a figura a seguir, com velocidade v de 100m/s. Deseja-se aplicar à partícula um campo magnético B de tal forma que a força magnética equilibre a força peso P. 8
Considerando q = 2 10 7 C e g = 10m/s 2, o módulo, a direção e o sentido do vetor campo magnético são, respectivamente, a) 2 10 6 T, perpendicular à v e saindo do plano xy. b) 2 10 6 T, paralelo à v e entrando no plano xy. c) 2T, perpendicular à v e saindo do plano xy. d) 2T, perpendicular à v e entrando no plano xy. e) 2T, paralelo à v e saindo do plano xy. TEXTO: 1 - Comum à questão: 20 Se necessário considerar os dados abaixo: Aceleração da gravidade: 10 m/s 2 Densidade da água: 1 g/cm 3 = 10 3 kg/m 3 Calor específico da água: 1 cal/g. C Carga do elétron = 1,6 x 10 19 C Massa do elétron = 9 x 10 31 kg Velocidade da luz no vácuo = 3 x 10 8 m/s Constante de Planck = 6,6 x 10 34 J.s sen 37 = 0,6 cos 37 = 0,8 20 - (UFPE) Um elétron entra com velocidade v e = 10 10 6 m/s entre duas placas paralelas carregadas eletricamente. As placas estão separadas pela distância d = 1,0 cm e foram carregadas pela aplicação de uma diferença de potencial V = 200 volts. Qual é o módulo do campo magnético, B, que permitirá ao elétron passar entre as placas sem ser desviado da trajetória tracejada? Expresse B em unidades de 10 3 tesla. 9
GABARITO: 1) Gab: C 2) Gab: D 3) Gab: C 4) Gab: B 5) Gab: B 6) Gab: B 7) Gab: A 8) Gab: C 9) Gab: D 10) Gab: A 11) Gab: A 12) Gab: A 13) Gab: D 14) Gab: C 15) Gab: C 16) Gab: A 17) Gab: A 18) Gab: A 19) Gab: D 20) Gab: B = 2 10 3 T 10