Questões de Concurso sobre Campo e Força Magnética

Uma barra metálica MN está em movimento com velocidade $\overrightarrow{v}$ na região em que existe um campo magnético $\overrightarrow{B}$ perpendicular ao seu movimento, conforme mostra a figura ao lado.

Sobre a situação descrita acima, são feitas as seguintes afirmações:

I. A barra ficará polarizada como uma pilha, com polo positivo no extremo M e polo negativo no extremo N.

II. O campo $\overrightarrow{B}$ também terá seu sentido invertido, se o sentido do movimento da barra for invertido.

III. Uma corrente no circuito no sentido de M para N será induzida, considerando o sentido convencional de corrente, se a barra for ligada a um circuito.

IV. A barra ficará polarizada como uma pilha, com polo negativo no extremo M e polo positivo no extremo N.

De acordo com as afirmativas, conclui-se que estão corretas apenas

Pelo princípio de indução de Faraday, considerando uma espira fechada produzida com material condutor de eletricidade e que esteja submetida a uma variação de fluxo magnético, surgirá uma força eletromotriz induzida que provocará uma corrente elétrica na espira.

Esse princípio é fundamental para a energia elétrica que é distribuída no mundo e, no caso do Brasil, que tem a energia oriunda das usinas hidrelétricas como uma das principais fontes. Entretanto, um dos problemas que surge em todos os sistemas onde existem campos magnéticos e condutores é a Corrente de Foucault.

Com relação aos assuntos abordados anteriormente, analise as seguintes afirmações:

I. A forma diferencial da Lei da indução de Faraday pode ser escrita como $rot\overrightarrow{E}$ $=-\frac{\partial \overrightarrow{B}}{\partial t}$ e, a partir dessa equação, podemos estabelecer que um campo magnético $\overrightarrow{B}$ , variável com o tempo, produz um campo elétrico $\overrightarrow{E}$ estático.

II. As correntes de Foucault são responsáveis por boa parte da perda de energia em todos os sistemas geradores de energia elétrica, e, em transformadores elétricos utiliza-se a construção dos núcleos em forma laminar na tentativa de reduzir essas correntes.

III. A partir da lei de indução de Faraday, H. Lenz analisou que o sentido da corrente induzida é aquele que gera um campo magnético que tende a se opor à variação do fluxo magnético através da espira.

IV. Os transformadores de alta tensão também sofrem os efeitos das correntes de Foucault; entretanto, por serem resfriados com líquidos, essas correntes podem ser desprezíveis em função da ionização das moléculas do líquido arrefecedor.

Considerando-se as afirmações acima, pode-se concluir que estão corretas apenas

Uma onda eletromagnética plana, cuja amplitude do campo magnético é 5,0×10^-7 T, propaga-se em um meio não condutor onde sua velocidade é 0,6 c.

Qual é a amplitude do campo elétrico, em N/C, dessa onda?

Dado

c = 3,0×10⁸ m/s

Suponha-se que uma carga de prova de $10\mu C$ seja colocada em um certo ponto, ficando sujeita à ação de uma força de 5.10^‐4 N no sentido do aumento da coordenada x. Nesse caso, o valor do campo elétrico atuante nesse ponto será de 50 N/C.

Uma espira circular com 6,28 cm de diâmetro é percorrida por uma corrente elétrica de intensidade igual a 31,4 mA e, nessas condições, produz um vetor campo magnético no centro dessa espira com uma intensidade no valor de ______ ×10^–7 T.

Considere a permeabilidade magnética no vácuo,

µ₀ = $4\pi .10^{-7}\frac{T.m}{A}$

e utilize $\pi =$ 3,14 .

Considere uma partícula com carga elétrica q, velocidade V=1i+1j+1k em um campo magnético B=−1i+1j+1k, onde i, j e k são os vetores unitários nas direções x, y e z respectivamente. A força na partícula devido ao campo magnético é

Uma tira metálica desliza com campo magnético B, como mostra a figura abaixo.

Esta experiência causa uma diferença de potencial V entre os pontos

Dois fios elétricos paralelos que distam um do outro 5cm conduzem uma corrente elétrica i=30A, em sentidos contrários. Considerando-se µ₀ a permeabilidade elétrica, é correto afirmar que o módulo da força magnética por unidade de comprimento que um fio exerce sobre o outro é

Dois fios longos e retilíneos 1 e 2, fixos e paralelos entre si, estão dispostos no vácuo, em uma direção perpendicular a um plano α. O plano α contém o ponto C conforme representado no desenho abaixo. Os fios são percorridos por correntes elétricas constantes, de mesmo sentido, saindo do plano α para o observador. O fio 1 é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i₁=6 A e o fio 2 por uma corrente de intensidade i₂= 8 A. O módulo do vetor indução magnética resultante no ponto C devido às correntes i₁ e i₂ é

Dado: considere a permeabilidade magnética do vácuo igual a 4·π·10^-7 T·m/A.

Desenho Ilustrativo Fora de Escala

Leia as afirmativas a seguir:

I. O Oxigênio desempenha um papel essencial do ponto de vista biológico, tornando possível a vida aeróbica da Terra. A ele se deve a oxigenação de compostos orgânicos, através do processo fisiológico da respiração. Além disso, possibilita a formação de Ozônio na atmosfera.

II. Um Eletroímã consiste de uma bobina enrolada em torno de um núcleo de material ferromagnético de alta permeabilidade para concentrar o campo magnético.

Marque a alternativa CORRETA:

A figura a seguir mostra duas hastes paralelas, I e II, infinitamente longas, separadas uma da outra por 12 cm e com densidades lineares de carga ${\lambda }_1$ e ${\lambda }_{II}$, respectivamente. Se o campo elétrico no ponto A, distante 5 cm da haste I, é nulo, a razão ${\lambda }_{II}/{\lambda }_1$ é de, aproximadamente,

O técnico do laboratório de ensino da UFJF precisa filtrar um feixe de elétron para garantir que todas as partículas saindo do canhão cheguem num alvo com a mesma velocidade. Para isso, ele monta um experimento com geradores de campos elétricos, magnéticos e um anteparo furado por um buraco muito pequeno.

Como mostrado na figura abaixo, os elétrons são acelerados por uma diferença de potencial de 2 kV.

Ao sair do acelerador, os elétrons se propagam ao longo do eixo z. Numa região do espaço, os campos elétricos $\overrightarrow{E}$ e magnéticos $\overrightarrow{B}$ são perpendiculares entre si e paralelos aos eixos x e y, respectivamente, nos sentidos positivos dos eixos. O buraco do anteparo foi colocado no eixo z.

Sabendo que o campo magnético tem um modulo de 0,1 Tesla e que a razão carga/massa do elétron vale 1,76 x 10¹¹ C/kg, qual valor o campo elétrico deve ter para o feixe passar pelo buraco do anteparo?

Dois condutores, 1 e 2, conduzem correntes elétricas I₁ e I₂ conforme a figura [I₁ saindo perpendicular ao plano da página e I₂ ⦻, entrando perpendicular ao plano da página]. As setas indicam a intensidade e o sentido do campo magnético à direita, à esquerda e entre os condutores. A figura que melhor representa essa configuração é

Dois fios longos de comprimento L conduzem correntes iguais, I. O primeiro fio é fixo no eixo x do sistema de referência enquanto o segundo gira lentamente com frequência angular w num plano paralelo ao plano xy, com seu ponto médio fixo em z = d, sendo d > 0. Supondo que os dois fios sejam paralelos com correntes no mesmo sentido em t = 0, e definindo K = μ₀I²L/(2πd), assinale a opção com a figura que melhor representa a dependência temporal da força F que o fio fixo exerce sobre o outro.

Uma massa m de carga q gira em órbita circular de raio R e período T no plano equatorial de um ímã. Nesse plano, a uma distância r do ímã, a intensidade do campo magnético é B(r) = μ/r³, em que μ é uma constante. Se fosse de 4R o raio dessa órbita, o período seria de

Uma carga elétrica puntiforme, no interior de um campo magnético uniforme e constante, dependendo de suas condições cinemáticas, pode ficar sujeita à ação de uma força magnética. Sobre essa força pode-se afirmar que

Uma espira circular com 10$\pi$ cm de diâmetro, ao ser percorrida por uma corrente elétrica de 500 mA de intensidade, produz no seu centro um vetor campo magnético de intensidade igual a _____ .10^-6 T.

Obs. Utilize µ₀ = 4$\pi$ .10^-7 T.m/A

Um pêndulo simples ideal, com fio isolante de massa desprezível, carregado com carga positiva realiza seu movimento sem forças resistivas numa região onde há um campo magnético uniforme conforme o diagrama abaixo. Desconsidere ainda as perdas por irradiação.

Figura: Pêndulo carregado positivamente em região de um campo magnético uniforme B com direção saindo do plano do papel.

Considere as afirmações abaixo.

I. A tensão no fio oscilará em torno do valor de repouso, nos pontos de retorno, dada pela componente da força peso na direção do fio.

II. A força magnética é ortogonal à trajetória do corpo.

III. O período do pêndulo não será afetado pela presença do campo magnético.

IV. A força magnética estará na direção vertical.

Estão corretas as afirmativas:

Uma esfera condutora, oca, está eletricamente carregada e isolada. Para um ponto de sua superfície, os módulos do campo elétrico e do potencial elétrico são 1000 N/C e 100 V. Considerando um ponto no interior da esfera, na parte oca, os módulos para o campo elétrico e para o potencial elétrico são, respectivamente:

Uma espira retangular de 10 cm x 20 cm foi posicionada e mantida imóvel de forma que um campo magnético uniforme, de intensidade B=100 T, ficasse normal à área interna da espira, conforme figura a seguir. Neste caso, o valor da Força Eletromotriz Induzida nos terminais A e B da espira vale ____ V