Física - Livro 2-245-248

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4 UEL 2020 No Museu de História Natural de Nova York
existe uma exposição sobre a Origem do Sistema
Solar, que apresenta planetas e estrelas, os quais exi-
bem características elétricas e magnéticas comuns
aos equipamentos eletrônicos de uso cotidiano.
Sobre propriedades elétricas e magnéticas da maté-
ria, atribua (V) verdadeiro ou (F) falso às armativas a
seguir.
 A Terra se comporta como um grande ímã, onde o
polo norte magnético de uma bússola coincide com
o polo sul geográfico da Terra.
 Uma carga em movimento cria em torno de si
um campo magnético que pode interagir com
outra carga, exercendo, nesta última, uma força
magnética.
 Se há uma corrente passando por um fio condutor
de área A e comprimento L, imerso em um campo
magnético B (constante), uma força f perpendicular
ao campo, atuará neste fio fazendo com que as
cargas experimentem a força B ∙ i ∙ L ∙ sen (α).
 As linhas de indução do campo B criado por uma
corrente i em um fio condutor retilíneo são elipses
centradas sobre o condutor.
 Numa espira circular, onde circula uma corrente i,
||B|| é diretamente proporcional a 2i e inversamente
proporcional a r2.
Assinale a alternativa que contém, de cima para baixo,
a sequência correta.
A V, V, V, F, F.
B V, V, F, F, V.
C V, F, V, V, F.
D F, V, V, F, F.
E F, F, F, V, V.
5 FEI Um condutor retilíneo é colocado no plano vertical
que contém uma agulha magnética e paralelo a esta.
Fazendo-se passar uma corrente pelo condutor do sul
para o norte, a agulha sofre um desvio para leste. O
condutor foi colocado acima ou abaixo do plano hori-
zontal de suspensão da agulha? Justifique.
6 ITA Coloca-se uma bússola nas proximidades de um
fio retilíneo, vertical, muito longo, percorrido por uma
corrente elétrica contínua i. A bússola é disposta ho-
rizontalmente e assim a agulha imantada pode girar
livremente em torno de seu eixo. Nas figuras abaixo, o
fio é perpendicular ao plano do papel, com a corrente
no sentido indicado (saindo). Assinale a posição de
equilíbrio estável da agulha imantada, desprezando o
campo magnético terrestre:
A
(fio)
N
S
i
B i
N
S
C i
N S
D i
S N
E n.d.a.
7 FCC A figura dada representa as linhas de indução de
um campo magnético, resultante das correntes elétri-
cas que circulam em dois condutores, A e B, retilíneos,
paralelos e perpendiculares à página.
A B
Qual a alternativa correta?
A As correntes elétricas têm sentidos opostos.
B Os condutores se atraem.
C O campo magnético na região entre os fios é me-
nos intenso do que fora dessa região.
D Na metade da distância entre os dois fios, o campo
magnético é nulo.
E O campo magnético entre os fios é uniforme.
8 Três condutores retos e longos formam o triângulo
equilátero da figura sem se tocarem.
O círculo no triângulo tem centro C e raio R = 10 cm.
As correntes nos condutores têm os sentidos indicados
e suas intensidades valem i1 = i2 = 10 A e i3 = 5 A. De-
termine o vetor indução magnéticaB

 resultante em C.
Dado: m0 = 4p · 10
–7
 T·m·A
–1.
R
C
i
1
i
2
i
3
9 Vunesp Três os condutores elétricos paralelos e
muito longos são perpendiculares ao papel. A gura
mostra um corte transversal do arranjo em que e
indicam, respectivamente, a corrente que entra e que
sai em relação à página. A corrente i = 10A é igual
para todos os condutores. Sendo a = 2,0 cm, calcule o
módulo do campo magnético de indução B

 no ponto
P e indique seu sentido.
Dado: m0 = 4p · 10
7
 T·m·A
1.
12
0
°
12
0
°
120°
i
ii
a
aa
P
FÍSICA Capítulo 8 Fontes de campo magnético246
10 O valor da indução magnética no interior de uma
bobina em forma de tubo cilíndrico é dado, aproxima-
damente, por B = m ·n·i, onde m é a permeabilidade
do meio, n o número de espiras por unidade de com-
primento e i é a corrente elétrica. Uma bobina deste
tipo é construída com um fio fino metálico de raio r,
resistividade r e comprimento L. O fio é enrolado em
torno de uma forma de raio R obtendo-se assim uma
bobina cilíndrica de uma única camada, com espiras
uma ao lado da outra. A bobina é ligada aos terminais
de uma bateria ideal de força eletromotriz igual a V.
Nesse caso, pode-se afirmar que o valor de B dentro
da bobina é:
A
r V
2 L
m ⋅π ⋅ ⋅
⋅r ⋅
b
R V
2 L
m ⋅π ⋅ ⋅
⋅r ⋅
C
r V L
2
2m ⋅π ⋅ ⋅ ⋅
⋅r
d
r V
2 R L
2
m ⋅π ⋅ ⋅
⋅ ⋅
e
r V
2 R L
2
2
m ⋅ ⋅
⋅ ⋅
11 UEPG 2019 Considere uma bobina longa, produzida
pelo enrolamento de um fio condutor ideal. O compri-
mento da bobina é L e ela possui N espiras idênticas,
igualmente espaçadas. A bobina é conectada a uma
bateria ideal, fazendo com que nela circule uma cor-
rente I. Desprezando-se os efeitos de borda, assinale
o que for correto.
01 O campo magnético no interior da bobina é dire-
tamente proporcional ao seu comprimento.
02 O fluxo do campo magnético no interior da bobina
é inversamente proporcional ao seu número de
espiras.
04 No interior da bobina, o campo magnético pode
ser considerado uniforme.
08 O campo magnético no interior da bobina é para-
lelo ao eixo geométrico da bobina.
16 Uma carga elétrica no interior da bobina sempre
irá sofrer o efeito de uma força magnética.
Soma:
12 Fuvest O condutor retilíneo muito longo indicado na
figura é percorrido pela corrente i. Determine:
a) o sentido da corrente i’ na espira circular de raio
R, a fim de que seja nulo o campo de indução
magnética resultante no centro O da mesma.
) a relação i
 i
, nas condições do item anterior.
i
R
O
2R
13 FGV 2018 A figura representa um circuito em que consta
um gerador de corrente contínua de força eletromotriz
24 V e resistência interna de 2,0Ω. O gerador alimenta
uma associação em paralelo de um resistor ôhmico de
10Ω e um solenoide com certos comprimento e núme-
ro de espiras, com resistência ôhmica de 15 Ω.
Se o solenoide for substituído por outro, de compri-
mento duas vezes maior e com o dobro do número de
espiras, mas apresentando a mesma resistência elétri-
ca, o campo magnético no interior do novo solenoide,
gerado pela corrente elétrica, terá sua intensidade,
em relação ao valor inicial,
A quadruplicada.
b duplicada.
C mantida.
d reduzida  metade.
e reduzida  quarta parte.
14 Unicamp Um condutor homogêneo de resistência 8 Ω
tem a forma de uma circunferência. Uma corrente I = 4A
chega por um fio retilíneo ao ponto A e sai pelo ponto B
por outro fio retilíneo perpendicular, conforme a figura.
As resistências dos fios retilíneos podem ser conside-
radas desprezíveis.
4 A
4 ABO
A
a) Calcule a intensidade das correntes nos dois ar-
cos de circunferência compreendidos entre A e B.
) Calcule o valor da intensidade do campo magné-
tico B no centro O da circunferência.
15 Vunesp A gura representa uma espira condutora
por onde circula uma corrente i = constante, no
sentido indicado. O plano da espira coincide com
o plano xy e o seu centro está na origem de refe-
rencial cartesiano. Um o condutor, retilíneo e mui-
to longo, por onde passa também uma corrente
i = constante, é paralelo ao eixo z, furando o plano
da espira no ponto P.
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247
Escolha a seguir a opção que melhor representa o vetor
indução magnética resultante no ponto O.
iz
i
O P
y
x
A
z
y
x
B

O
b
z
y
x
O
B

C
z
y
x
O
B

d
z
y
x
O
B

e
z
y
x
O
B

16 ITA Um fio condutor é dobrado na forma de uma cir-
cunferência de raio R, de modo que não haja contato
elétrico no ponto P. O fio encontra-se num meio de
permeabilidade magnética m0 e através dele circula
uma corrente i.
iC
i i
P
Nessas condições, pode-se armar que:
A o campo de indução magnética no centro C da es-
pira é nulo.
b o fio retilíneo cria no ponto C um campo entrando
na folha de papel cuja intensidade vale:
i
2R
0
m
.
C o campo resultante no ponto C vale
i
2R
1
10
m
⋅
π



 e
é perpendicular ao plano da espira.
d o campo resultante no ponto C vale
i
2R
1
1
0
m
⋅
π
−



 e
é perpendicular ao plano da espira.
e o campo magnético resultante no ponto C é a soma
dosmódulos dos campos de indução magnética
devidos ao fio retilíneo e  espira percorridos pela
corrente i e vale
i
2R
1
1 .
0
m
⋅
π
+




17 EsPCEx 2017 Dois fios condutores retilíneos, muito lon-
gos e paralelos entre si, são percorridos por correntes
elétricas de intensidade distintas, i1 e i2, de sentidos
opostos.
Uma espira circular condutora de raio R é colocada entre
os dois os e é percorrida por uma corrente elétrica i.
A espira e os os estão no mesmo plano. O centro da
espira dista de 3R de cada o, conforme o desenho
abaixo.
Para que o vetor campo magnético resultante, no
centro da espira, seja nulo, a intensidade da corrente
elétrica i e seu sentido, tomando como referência o
desenho, são respectivamente:
A (i1 + i2)/3 e horário
b (i1 – i2)/3π e anti-horário
C (i1 – i2)/3π e horário
d (i1 + i2)/3π e horário
e (i1 + i2)/3π e anti-horário
18 Consideremos uma espira circular de raio R no plano
desta página, e um fio retilíneo e extenso disposto per-
pendicularmente a esse plano, a uma distância r do
centro da espira. Ambos são percorridos por correntes
de mesma intensidade i, cujos sentidos estão indica-
dos na figura. A permeabilidade absoluta do meio é m0.
Determine, em função de r, R, i, m0 e π, o módulo do
vetor indução magnética no centro O da espira.
R
r
i
O
Espira
Fio
retilíneo
i
19 UFPR 2017 Em uma câmara com vácuo, um acelerador
de elétrons emite elétrons, os quais saem do acele-
rador em movimento retilíneo uniforme com trajetória
horizontal. Um dispositivo composto por um núcleo de
ferro, um solenoide e uma bateria, conforme mostra-
do na figura, produz um campo magnético uniforme
FÍSICA Capítulo 8 Fontes de campo magnético248
de 0,03 T no entreferro do núcleo de ferro. O sistema
tem dimensionamento tal que o campo magnético é
significativo apenas no entreferro.
a) Represente, no entreferro do núcleo de ferro da
figura, as linhas de campo magnético. Justifique a
sua resposta.
b) Qual o comportamento da trajetória a ser des-
crita pelos elétrons ao penetrarem no entreferro
do núcleo de ferro, inclusive com a indicação do
sentido do movimento a ser executado, no início
do movimento no entreferro, por ação do campo
magnético? Justifique a sua resposta.
c) Considerando os valores aproximados, por con-
veniência de cálculo, para algumas das grandezas
físicas mostradas abaixo, determine a aceleração
de cada elétron que penetra no entreferro do nú-
cleo de ferro se a velocidade deles, ao iniciar o
movimento no entreferro, for de 400 m/s:
melétron = 9 ⋅ 10
-31 kg
qelétron = 1,5 ⋅ 10
-19 C
20 Duas espiras circulares de mesmo raio, igual a 10 cm, e
centros coincidentes são dispostas em planos perpen-
diculares. Elas são percorridas por correntes elétricas
de intensidade i1 = 3,0 A e i2 = 4,0 A e situam-se num
meio de permeabilidade absoluta m0 = 4p · 10
–7
 T·m·A
–1.
Determine o módulo do vetor indução magnética no
centro O das espiras.
O
i
1
i
2
α
β
21 Uma bobina chata foi construída com n espiras circula-
res. Entretanto, na construção, foram dadas n
2
 voltas em
um sentido, sendo outras n
2
 voltas dadas dobrando-se
o fio e enrolando-o em sentido contrário. Determine a
indução magnética que a bobina cria em seu centro,
quando percorrida por uma corrente de intensidade i.
22 UFSC A gura representa um o innito, percorrido
por uma corrente de 15 A. Sabendo que ambos os
segmentos AB e DE têm comprimento de 0,1 m e que
o raio da semicircunferência BD é de 0,05p m, deter-
mine o valor do campo magnético no ponto C.
A B C D E
Ri
23 Unicamp Uma corrente constante I0 percorre um fio
muito longo, LMN, dobrado em ângulo reto (figura 1).
Essa corrente produz no ponto P um campo de indu-
ção magnética de módulo B1. Solda-se em M um outro
fio, também muito longo, de modo que LMO seja retilí-
neo (figura 2). Agora, as correntes constantes que
percorrem LM e MN são, respectivamente, I0 e
I
2
0 e o
campo de indução magnética produzido em P tem
módulo B2. Obtenha a razão
B
B
1
2
 entre os módulos do
campo de indução magnética em P.
P
M
N
L
Figura 1
P
M
N
L O
2
I0
Figura 2
I0 I0
24 UPE 2018 Um sistema de espiras circulares concêntri-
cas está disposto em um plano horizontal. Cada espira
conduz uma corrente I, que gira no sentido anti-horá-
rio, conforme ilustra a figura. O sistema foi montado de
forma que os raios das espiras dobram a cada espira
colocada. Considerando a permeabilidade magnética
do vácuo como igual a m0, determine o campo mag-
nético produzido no centro dessa estrutura quando o
número de espiras tende ao infinito.
A m0I/R
B m0I/2R
C m0I/4R
D m0I/8R
E m0I/16R
25 UFPA O esquema da gura representa um condutor, no
qual o segmento AMB é circular, com centro em O, que
transporta uma corrente de 40 A. Tem-se AO = 2,0 cm
e a permeabilidade do vácuo m0 = 4p · 10
–7
 T·m·A
–1.
Qual o valor do campo produzido pela corrente em O?
O
BA
M
40 A