Questões de Concurso sobre Campo e Força Magnética

As equações de Maxwell descrevem todos os fenômenos eletromagnéticos em escala macroscópica, trouxeram uma revolução conceitual com a introdução da realidade dos campos e ainda revelaram a natureza da luz, como radiação eletromagnética.

Considere as afirmativas a seguir sobre a teoria de Maxwell.

I. Variações temporais no campo elétrico local produzem variações no campo magnético local, e vice-versa.

II. Uma corrente elétrica constante gera um campo magnético ao seu redor que, por sua vez, gera um campo elétrico, que gera novamente um campo magnético e assim por diante. Esse é o princípio de geração de uma onda eletromagnética.

III. Maxwell utilizou leis empíricas para a formulação de sua teoria mas a partir da teoria identificou um fenômeno que não havia sido medida anteriormente que resultou na Lei de Ampère-Maxwell.

IV. A lei de Faraday relaciona campos magnéticos com tensão elétrica.

Estão corretas as afirmativas:

De acordo com a Lei de Gauss para campos magnéticos, dada pela expressão _$\Phi$B = ∮${}_S$B∙dA = 0, o fluxo magnético $\Phi$_B através de qualquer superfície gaussiana é zero; isso significa afirmar que não existem monopolos magnéticos.

Uma partícula elétrica de carga 𝒒 = 𝟏𝟎𝝁𝑪 desloca-se com velocidade de 1200 m/s, formando um ângulo de 30° com o campo magnético uniforme de intensidade 𝟓 ∙ 𝟏𝟎^𝟒 𝑻, conforme indica a figura a seguir. Assinale a alternativa que apresenta a intensidade da força magnética que atua sobre a partícula.

Uma espira condutora cuja área é igual a 0,08m2 está submetida a um campo magnético uniforme perpendicular ao plano da espira, como indicado na figura.

O campo magnético varia no tempo de acordo com a seguinte função B(t) = 2,0t em Tesla. Além disso, a espira está ligada a um resistor de 2,0mΩ.

De acordo com as premissas anteriores, podemos dizer que, entre os instantes de tempo 2,0 segundos e 8,0 segundos, a força eletromotriz média induzida é igual a ________________ volts, e o valor da corrente induzida é ________________ ampères no sentido ________________.

A alternativa que preenche, corretamente, as lacunas é

Considere um cabo coaxial infinito no qual se estabelecem duas correntes elétricas distribuídas de maneira uniforme. O cabo coaxial é composto por um condutor interno cilíndrico de raio "𝑎" e um condutor externo anelar concêntrico ao condutor interno, com raio interno "𝑏" e raio externo "𝑐". As correntes elétricas estabelecidas no condutor interno e externo têm o mesmo módulo igual a 𝐼, porém, apresentam sentidos contrários. Deseja-se calcular o campo magnético no interior do condutor externo utilizando a Lei de Ampère. Assinale a alternativa que descreve corretamente o módulo do campo magnético (𝐻) no interior do condutor externo em função da distância "𝑟" do eixo do cabo coaxial.

Uma espira quadrada, com uma indutância desprezível, está sendo inserida dentro de uma região de campo magnético uniforme que se orienta para fora do plano da página, conforme Figura 5 abaixo. Durante esse movimento, ocorre a indução de uma corrente elétrica na espira devido à interação entre o campo magnético e a espira.

Figura 5

Com base nesse contexto, a corrente elétrica induzida terá sentido ______ na espira e a força magnética resultante atuará para ________.

Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do trecho acima.

Considere uma bobina constituída de 200 voltas de fio condutor com uma resistência total de 2$\Omega$. Suponha que cada volta do fio seja um quadrado de 20 cm de lado e que um campo magnético uniforme direcionado perpendicularmente ao plano da bobina seja ativado. Nessa situação, se o campo mudar linearmente de 0 a 0,5 T em 1 s, o módulo da força eletromotriz induzida na bobina, enquanto o campo está variando, será de 8 V.

Considere que a velocidade de uma partícula eletricamente carregada seja perpendicular a um campo magnético uniforme B e que a partícula, sob ação exclusiva da força magnética provocada por esse campo, se mova em uma trajetória circular em um plano perpendicular a B. Nesse caso, a força magnética F_B que atua na partícula é sempre direcionada para o centro do círculo descrito por ela.

Considere que um elétron, em um tubo de imagem de televisão, se mova em direção ao tubo com uma velocidade de 4∙10⁶ m/s, ao longo de um eixo que atravessa o tubo (eixo x). Considere, ainda, que ao redor do tubo haja bobinas que geram um campo magnético uniforme de magnitude 0,05 T, que faz um ângulo de 30° em relação ao eixo x, presente em toda a trajetória do elétron. Nessa condição, a aceleração experimentada pelo elétron, provocada pelo campo magnético, é inferior a 2∙10¹⁶ m/s².

Se um segundo observador que se movimenta com a mesma velocidade constante v junto aos fios e, portanto, também está em movimento em relação ao primeiro observado, analise as afirmativas abaixo.

I. As forças presentes nos fios são as mesmas e independem do referencial dos observadores.

II. As forças presentes em cada fio são diferentes para cada observador, mas a intensidade da resultante das forças em cada fio na direção y são iguais.

III. No referencial do segundo observador há uma força magnética resultante em cada fio na direção y, entretanto com menor intensidade quando comparada com o primeiro observador, devido a contração do espaço decorrente dos efeitos relativísticos entre os observadores.

IV. No referencial do segundo observador há uma força elétrica resultante em cada fio na direção y, entretanto com menor intensidade quando comparada com o primeiro observador devido a dilatação do espaço decorrente dos efeitos relativísticos entre os observadores.

V. Os efeitos relativísticos são sempre desprezíveis para problemas dessa natureza.

Estão corretas as afirmativas:

Considere dois fios longos e paralelos, percorridos por correntes de 3,0 A em sentido contrário, conforme mostrado na seguinte figura.

Se a distância entre ambos os fios for de 40 cm, o campo magnético no ponto P, localizado a 30 cm de um dos fios, admitindo que μ_o = 4π × 10^–7 WbA^–1 m^–1, será:

Uma espira CDE, de resistência elétrica igual a 1 Ω, em forma de um triângulo equilátero de lado ℓ igual a 20 cm, desliza, livre de qualquer atrito e resistência do ar, com velocidade constante $\overrightarrow{V}$ de módulo igual a 30 cm/s sobre o plano xy na direção e sentido do eixo x, conforme ilustrado na figura abaixo:

No semiespaço x > 0, atua um campo magnético uniforme e constante $\overrightarrow{B}$, perpendicular ao plano xy, cujo módulo vale 2 T. A intensidade da força aplicada por um agente externo, na mesma direção e sentido da velocidade $\overrightarrow{V}$, no instante em que o vértice E da espira estiver passando pelo ponto (15 , 0), a fim de manter a velocidade constante $\overrightarrow{V}$, deverá ser, em mN, igual a

Um elétron entra em uma região sobre a ação de um campo elétrico de 25 N/C e um campo magnético de 5 T. Se o elétron passa por essa região sem ser defletido, qual é a sua velocidade?

Um dispositivo médico é constituído de um toroide enrolado com N espiras de um fio condutor contínuo, como indicado na figura abaixo. Nesse fio, é aplicada uma corrente contínua de valor I. Se a permeabilidade magnética do núcleo do toroide é μ, então, é correto afirmar que

Uma partícula de carga q = 2 x 10^-6 C e massa m = 30g penetra de forma perpendicular em um campo magnético de intensidade igual a 4000 T com velocidade v. Seu trajeto é curvo de raio igual a 0.4L até entrar em um tubo, como mostra a figura abaixo.

Calcule o tempo, em segundos, para a partícula entrar no tubo.

O campo magnético atuante na carga positiva decorrente do movimento orbital da carga negativa é descrito pelo vetor $\overrightarrow{B}$ = $\frac{1}{c^2}$$\overrightarrow{v}$×$\overrightarrow{E}$ , em que $\overrightarrow{v}$ e $\overrightarrow{E}$ são, respectivamente, os vetores velocidade e campo elétrico da carga negativa e c é a velocidade da luz.

Relacione as colunas e assinale a alternativa com a sequência correta.

1 – Campo Magnético

2 – Fluxo Magnético

3 – Densidade de Fluxo Magnético

( ) Força pela qual um ímã atrai um pequeno pedaço de ferro graças a alguma força existente em torno dele.

( ) O conjunto de todas as linhas do campo magnético, que emergem do pólo norte do imã.

( ) É o fluxo magnético por unidade de área de uma seção perpendicular ao sentido do fluxo.

Um feixe de íons positivos move-se inicialmente na direção + x com velocidade não relativística. O feixe entra em um seletor de velocidade onde o campo elétrico é E e está orientado ao longo da direção + y, enquanto o campo magnético B está orientado na direção + z. Qual das alternativas a seguir expressa o módulo da velocidade crítica v na qual o íon não será defletido uma vez que ele se move através do seletor de velocidade?

Uma campainha elétrica pode ser produzida enrolando em um prego de ferro um fio de cobre com 20 voltas, produzindo um solenoide de 5,0 cm de comprimento. Se ligarmos as extremidades do fio a uma bateria iremos fazer com que uma corrente de 5 A percorra o solenoide, o que propiciará o surgimento de um campo magnético. O valor desse campo magnético, que será utilizado para forçar um pino batendo em casca metálica para produzir o som da campainha, será de (use: π = 3,14 e o valor da permeabilidade do meio igual a 4π x 10^-7 Tm/A):

Uma onda eletromagnética de comprimento de onda e frequência bem definidos atinge uma placa metálica, cuja função trabalho vale $\varphi$, submersa em um campo magnético de vetor perpendicular ao vetor normal da placa metálica. Um elétron é ejetado de forma paralela ao vetor normal da placa metálica atingindo um outro ponto pertencem a mesma placa a uma distância igual a 2r. Calcule a intensidade do campo magnético ao qual a placa está submersa.