Questões de Concurso sobre Magnetismo

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.

Um gerador elétrico contém uma bobina de 80 espiras retangulares de 30,0 cm por 20,0 cm. A bobina é submetida a um campo magnético uniforme, de módulo B = 4,0 T, com $\overrightarrow{B}$ inicialmente perpendicular ao plano da bobina. Sendo assim, determine o valor máximo da força eletromotriz produzida quando a bobina gira a 1200 revoluções por minuto em torno de um eixo perpendicular a $\overrightarrow{B}$ e assinale a opção correta.

No espaço livre, a densidade de carga elétrica ρ_E e a densidade de corrente elétrica J_E são nulas. Nesta situação, fica destacada uma simetria entre o campo elétrico E e o campo magnético B nas equações de Maxwell. Por outro lado, quando ρ_E e J_E são diferentes de zero, esta simetria não é evidente. No entanto, caso existissem cargas magnéticas e, por sua vez, densidades de correntes magnéticas, tal simetria seria recuperada. Neste contexto, na presença de cargas magnéticas e densidades de correntes magnéticas, qual das seguintes equações de Maxwell estariam INCORRETAS?

(Dado: μ_o é a permeabilidade magnética no vácuo e ε_o é a permissividade elétrica no vácuo.)

(1) ∇.E = ρ_E/ε_o

(2) ∇.B = 0

(3) ∇×E = -(∂B/∂t)

(4) ∇×B = μ_oJ_E+μ_oε_o(∂E/∂t)

Considere um aro circular de área A , imerso em um campo magnético uniforme, formando um ângulo θ em relação ao vetor normal como mostra a figura a seguir.

Sabendo que o campo magnético varia com o tempo conforme a função B(t) = B₀ sen(ωt), podemos AFIRMAR que a força eletromotriz induzida no aro (considerando o aro imóvel) corresponde a:

As figuras I, II, II e IV representam uma espira condutora ideal e o sentido da corrente induzida que é gerada pela variação do fluxo magnético quando um imã está em aproximação ou em afastamento da espira

Estão de acordo com a constatação experimental as situações representadas em

Entre as diferentes variações magnéticas que interferem nos levantamentos magnetométricos, destacam-se as variações diurnas, que são mais pronunciadas na região equatorial que nas regiões polares.

A figura a seguir representa uma fita metálica com L=6,00 cm de comprimento, d=0,85 cm de largura e t=0,60 mm de espessura.

A fita está se movendo com velocidade constante, conforme figura, em uma região onde existe um campo magnético uniforme B = 1,00 mT perpendicular a ela. Considerando que a diferença de potencial entre os pontos P e Q da fita é 3,40 μV, determine a velocidade escalar v em m/s.

O físico Hans C. Oersted observou que um fio transportando corrente elétrica produz um campo magnético. A presença do campo magnético foi verificada ao aproximar uma bússola de um fio conduzindo corrente elétrica. A figura ilustra um fio percorrido por uma corrente elétrica i, constante e com sentido para cima. Os pontos A, B e C estão num plano transversal e equidistantes do fio. Em cada ponto foi colocada uma bússola.

Considerando apenas o campo magnético por causa da corrente i, as respectivas configurações das bússolas nos pontos A, B e C serão

O fluxo magnético Φ_E através de uma espira circular fechada, cuja resistência elétrica é igual a R, varia com o tempo t de acordo com a expressão Φ_E (t) = Φ₀ sen ϖt, sendo Φ₀ e ϖ constantes. Nessa situação, a intensidade da corrente elétrica i que flui através da espira varia com o tempo, de acordo com a expressão

Uma espira de cobre está totalmente imersa em um campo magnético variável. O gráfico ao lado representa o fluxo magnético Φ na espira ao longo do tempo t. Podemos então afirmar que o gráfico que representa a força eletromotriz induzida E, na espira, ao longo do tempo t, é representado por:

Desenhos Ilustrativos – Fora de Escala

Se a bobina tiver comprimento L e o seu eixo coincidir com o eixo $z$ do sistema de coordenadas cartesianas ortogonais, entre $z$ = 0 e $z$ = L, então, se o polo norte do ímã se aproximar da extremidade da bobina em $z$ = L, a corrente gerada na bobina terá sentido anti-horário com referência ao plano $xy$.

Analise as afirmativas a seguir:

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

II. Os ímãs artificiais são aqueles que adquirem propriedade magnética pela ação de um ímã natural ou pelo efeito magnético da eletricidade.

Marque a alternativa CORRETA:

É possível encontrar, em lojas de materiais elétricos, lanternas que funcionam sem o uso de pilhas. Basicamente, são três elementos que compõem esse tipo de lanterna: uma alavanca, um ímã e uma bobina (fios enrolados em forma de espiras). A alavanca é conectada ao ímã, que, ao ser pressionada, o faz girar dentro da bobina. É possível visualizar esta estrutura no interior da lanterna porque seu revestimento é transparente, como pode ser observado na imagem a seguir.

Do ponto de vista da Física, a lanterna acende porque o giro do ímã produz um campo

A partir das equações de Maxwell, encontre o campo magnético, no vácuo, sabendo que nesse mesmo ambiente existe um campo elétrico (E), no vácuo, com valor correspondente a:

$\overrightarrow{E}=E_{0}sen(\omega t-\beta z)\overrightarrow{J},$ onde E₀ é β são constantes.

O fluxo magnético hipotético através de cinco faces de um cubo é conhecido a partir da equação, 𝝓𝑩 = ± $\frac{N}{3}$ 𝑊𝑏, em que 1 ≤ 𝑵 ≤ 5 representa o número da face, ordenada de 1 a 5. O fluxo é positivo (para fora) se 𝑵 é par e negativo (para dentro) se 𝑵 é ímpar. Qual é o fluxo através da sexta face do dado?

Considere uma barra condutora de comprimento L = 50 cm que gira em torno de uma de suas extremidades em uma região do espaço onde há um campo magnético uniforme de intensidade 0,8 T, conforme a imagem a seguir:

De acordo com as Equações de Maxwell haverá uma força eletromotriz induzida entre as extremidades desse condutor que está relacionado com a variação do fluxo magnético que atravessa esse material. Desse modo, sabendo-se que o plano sobre o qual a barra gira é perpendicular às linhas de indução do campo magnético, qual será o valor da força eletromotriz induzida quando a barra girar com velocidade angular constante de valor ω?

Um transformador elétrico tem 300 espiras no enrolamento primário e 1.800 espiras no enrolamento secundário. Sabe-se que a tensão de primária é de 12 V e a corrente primária é de 18 amperes. Considerando que a corrente secundária, de ݅$i$ amperes, passará por um resistor, a resistência desse resistor será

Um solenoide é composto de 2 000 espiras de cobre enroladas em um núcleo de ferro, o qual proporciona a constante de permeabilidade magnética com o valor 4π.10^–7 T.m/A. O campo magnético no interior do solenoide, assim gerado, tem a intensidade de 2π.10^–2 T. A resistividade do cobre é de 1,7.10^–8 Ω.m, a área da secção transversal do fio constituinte das espiras é de 3,4 mm² e o comprimento total do fio é de 200 m. O solenoide é ligado em um gerador de corrente contínua de 12 V. Nessas condições, o comprimento do solenoide é de

Se, para o imã fixo, a bobina girar em movimento circular uniforme próximo a ele, de modo que o plano da bobina varie de perpendicular à tangente com relação ao campo magnético do imã, então a corrente gerada na bobina será contínua.