Questões de Concurso sobre Campo e Força Magnética

Quatro fios condutores retilíneos, muito longos e paralelos, F1, F2, F3 e F4, são dispostos no espaço de modo que as suas seções transversais estão nos vértices de um quadrado de lado L, conforme representado no desenho abaixo. Os fios F1, F2, F3 e F4 são percorridos, respectivamente, pelas correntes i, i, 5i e 2i, com as direções e sentidos indicados no desenho. Considerando que a permeabilidade magnética do meio é μ, podemos afirmar que o módulo do campo magnético resultante no centro do quadrado é:

Convenção: corrente perpendicular ao plano do papel e saindo dele

corrente perpendicular ao plano do papel e entrando nele

Desenho Ilustrativo Fora de Escala

Uma partícula com massa m e carga q move-se com uma velocidade v e entra em uma região de campo magnético uniforme B, como mostrado na figura a seguir. A partícula atinge a parede localizada a uma distância d da entrada da fenda. Se a velocidade da partícula permanece a mesma, mas sua razão carga-massa dobra, qual será a distância da fenda de entrada para a parede que receberá o impacto?

Considerando-se que um condutor retilíneo infinito seja percorrido por uma corrente elétrica de 3 A e sabendo-se que a permeabilidade magnética do ar, onde se encontra o condutor, é de 4π × 10⁻⁷ T ∙ m ∙ A⁻¹, é correto concluir que o valor do módulo do campo magnético em um ponto situado a uma distância de 5 cm do condutor é

Dois fios condutores longos, AOB e COD, foram dispostos perpendicularmente um ao outro, cruzando no ponto O. Se pelos fios AOB e COD fluem correntes i₁ e i₂, respectivamente, então a magnitude do campo magnético em um ponto P, a uma distância a do ponto O, em uma direção perpendicular ao plano ABCD será de

Uma espira retangular, de lados a e b, é feita de um metal de resistividade ρ e área transversal S. Ela se encontra na posição horizontal e será atravessada por um campo magnético vertical B cuja intensidade, em função do tempo, está mostrada no gráfico.

A intensidade da corrente elétrica induzida na espira, em cada intervalo de tempo destacado e em função dos dados fornecidos, será

A componente elétrica de um feixe de luz polarizada é descrita pela equação E_y = (6,00 V/m)sen[(1,00 x 10⁶ m⁻¹)z + ѡt], onde z representa uma posição no eixo cartesiano z, ѡ representa a frequência angular da radiação e t representa um instante de tempo. Então, uma possível expressão para a componente do campo magnético da onda é:

Um solenoide ideal de comprimento 2 m é percorrido por uma corrente elétrica de 2 A. Se o campo magnético produzido no centro do solenoide for de 2π mT, é correto afirmar que o solenoide apresentará

Use 4π.10^-7 Tm/A para a constante de permeabilidade do vácuo.

Considere um arranjo experimental, representado na figura, em que um ímã pode se movimentar ao longo das retas $\overline{AB}$ ou $\overline{A^{\prime }{B}^{\prime }}$, sempre com velocidade constante ($v$ $\ll$ $c$). Uma espira retangular de auto-indutância desprezível é posicionada perpendicularmente a $\overline{AB}$. Pelo centro da espira, o ponto $P$, passam as retas $\overline{AB}$ e $\overline{A^{\prime }{B}^{\prime }}$. A corrente elétrica na espira, observada desde a perspectiva de um observador no ponto $A$, é positiva, por convenção, se estiver no sentido horário. O polo norte do ímã sempre aponta ou para $A$ ou para $A^{\prime }$.

A respeito da situação física descrita, são feitas as seguintes afirmações:

I. Quando o ímã se desloca de $A$ para $P$, a corrente na espira é negativa.

II. No momento em que o centro do ímã passa pelo ponto $P$, a corrente na espira é zero.

III. Durante a passagem do ímã de $A$ para $B$, haverá dois picos de corrente medidos.

IV. Quando o ímã passa por $\overline{A^{\prime }{B}^{\prime }}$, a corrente máxima na espira é maior do que a corrente máxima quando o ímã passa por $\overline{AB}$ .

Das afirmações I a IV, acima destacadas, estão corretas

A figura a) mostra dois fios condutores, paralelos, separados por uma distância 2d no qual passa em cada um, uma corrente elétrica de mesmo valor e identificadas por i_e e i_d, que representa corrente no fio da esquerda e no fio da direita, respectivamente.

Um fio condutor foi colocado acima dos dois fios, a uma distância “d”, e paralelo ao plano formado pelos dois fios. A figura b) exibe uma visão frontal do esquema e mostra a direção e o sentido do vetor campo magnético resultante no ponto P.

Qual a direção e o sentido corretos para vetor campo magnético resultante no ponto P da figura b?

Um elétron em um metal tem uma massa efetiva de 0,1 e. Se esse metal for colocado em um campo magnético de magnitude 1 tesla, qual será a frequência w_e de ressonância do ciclotron?

(Considere a carga do elétron de 1,6 . 10^-19 C e sua massa de 9,0 . 10^-31 kg).

No instante representado na figura, se a porção do trilho pertencente à espira retangular tiver resistência elétrica r, a corrente elétrica que percorre a espira será igual a $\frac{\left(L\cdot B\cdot v\right)}{r+R}$ .

Uma partícula Y eletricamente carregada, cuja relação carga/massa é dada por 0,5 . 10⁸ C/kg, é lançada, com velocidade v, perpendicularmente a um campo magnético uniforme de intensidade $\overrightarrow{B}$. Devido à ação da força magnética essa partícula Y descreve um movimento circular uniforme de período igual a $\pi$ . 10^-7 s. Uma outra partícula X, também eletricamente carregada, é lançada da mesma forma que a partícula Y, ou seja, perpendicularmente ao mesmo campo magnético e com a mesma velocidade v. Porém, essa partícula realiza um movimento circular uniforme com o dobro do período da partícula Y. Portanto, podese afirmar corretamente que a relação carga/massa da partícula X é de _________ C/kg.

Assinale, dentre as alternativas a seguir, aquela que preenche corretamente a lacuna do texto anterior.

O campo magnético terrestre na região de São Paulo é de cerca de 20𝜇T (micro tesla) valor que constitui uma anomalia magnética conhecida do planeta Terra. Considerando uma distância ortogonal de 1 cm de um trecho suficientemente reto de um fio condutor comprido, assinale a alternativa que apresenta o valor da corrente elétrica que produz um campo de intensidade próxima ao do campo magnético terrestre na região de São Paulo.

Considere a permeabilidade magnética do ar de 𝜇0= 4π×10⁻⁷ Tm/A.

As quatro equações fundamentais do eletromagnetismo de Maxwell podem explicar uma grande variedade de fenômenos físicos que são a base para o funcionamento de diversos equipamentos eletromagnéticos empregados no dia a dia, como motores elétricos, telefones e muitos outros.

A respeito das Equações de Maxwell (considerando a não presença de materiais dielétricos ou magnéticos), assinale a afirmativa INCORRETA.

Observe a figura abaixo:

Um feixe de partículas, carregadas negativamente e com diferentes velocidades penetra em uma região com dois campos perpendiculares entre si, um campo elétrico de módulo E = 10 V/m e um campo magnético de módulo B = 5 x 10² T, uniformes e constantes, e com direções e sentidos indicados na figura. Na outra extremidade dessa região existe um anteparo com um orifício que permite que somente partículas: que não tenham tido sua trajetória desviada o ultrapassem, como ilustrado na figura. Ao ultrapassar o anteparo, as partículas penetram uma outra região de campo magnético constante e uniforme (área cinza na figura), descrevendo uma trajetória circular de raio R = 1 cm. Usando o eixo de coordenadas da figura, calcule o módulo e o sentido do vetor do campo magnético, ao longo do eixo z, na região de área cinza, considerando o módulo da carga de cada partícula q =1,6 x 10¹⁹ C, e massa de cada partícula m = 1,8 x 10^-31 Kg e assinale a opção correta.

Uma espira circular metálica está presa a um bloco feito de material isolante que comprime uma mola ideal, inicialmente impedida de se distender devido a uma trava. Quando liberada, a mola empurra o bloco, que, deslizando sobre uma superfície horizontal totalmente sem atrito, movimenta-se para a direita, fazendo com que a espira passe por dentro de uma região retangular R, onde atua o campo magnético uniforme $\overrightarrow{B}$ indicado na figura.

Por essa espira circulará uma corrente elétrica induzida no sentido horário apenas enquanto a espira estiver

Na figura a seguir são representados dois fios retilíneos muito longos sendo percorridos por correntes elétricas.

Um ponto P encontra-se próximo a esses fios. Considerando que a permeabilidade do meio é $\mu =4\pi .10^{-7}\frac{Tm}{A}$ e as distâncias mostradas na figura, o valor do campo magnético resultante em P é

Um alicate amperímetro mede a corrente no interior de fios. Vamos considerar a operação a partir da fem induzida pelo campo magnético variável produzido no interior de um enrolamento toroidal pela corrente elétrica variável no sistema AC no fio em cor preta no desenho abaixo (que cruza o toróide), que serve de modelo de instrumento. O enrolamento pode ser considerado um solenóide ideal, embora fechado, com área interna das espiras de 0,1cm² e 1000 voltas de fio constituindo o solenóide toroidal que tem raio médio de 4 cm.

Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Toroidal_InductorSimple_with_Axes.JPG

Para tornar o cálculo mais simples vamos considerar as simplificações:

1) que a corrente no fio de prova varia linearmente de 0 a 4A em um quarto do período da oscilação da corrente no sistema elétrico brasileiro, que tem frequência de 60Hz,

2) que o campo magnético no interior do toróide é constante e igual ao valor à 4 cm do fio (no centro do solenóide),

3) que a susceptibilidade magnética do material é equivalente do ar μ0 = 4π×10⁻⁷ H/m (os fios estão enrolados em um tubo toroidal fino com ar em seu interior).

Assinale a alternativa que identifica corretamente o maior valor do fluxo do campo magnético sobre o solenóide e o valor aproximado da fem induzida, em módulo, considerado esse modelo para o intervalo em que a corrente sobe linearmente de 0 (t = 0) ao valor máximo (t = T/4), consideradas as hipóteses descritas.

As linhas de campo magnético em torno de um fio condutor cilíndrico infinito, orientado verticalmente, que conduz uma corrente, são do tipo:

A figura ao lado representa um Campo Magnético perpendicular ao plano da página e um anel condutor situado no plano. O Fluxo magnético que atravessa o anel é crescente com o tempo e obedece à expressão ${\Phi }_B=4t^2+9t$, sendo que ${\Phi }_B$ é medido em miliwebers e t , em segundos.

O módulo da Força Eletromotriz induzida no anel, quando t = 3,0 s, e o sentido da corrente elétrica induzida são, respectivamente,