09 03- (Lista de Exercícios - Força Magnética em condutores)

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Prof. Daniel Ortega 
Física 
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Lista de Exercícios – Força Magnética em Condutores 
 
1. (Efomm 2019 - Adaptada) Um tenente da EFOMM 
construiu um dispositivo para o laboratório de Física da 
instituição. O dispositivo é mostrado na figura a seguir. 
Podemos observar que uma barra metálica, de 5 𝑚 de 
comprimento e 30 𝑘𝑔, está suspensa por duas molas 
condutoras de peso desprezível, de constante elástica 
500 
𝑁
𝑚
 e presas ao teto. As molas estão com uma 
deformação de 100 𝑚𝑚 e a barra está imersa num campo 
magnético uniforme da intensidade 8,0 𝑇. 
 
 
 
Determine a intensidade e o sentido da corrente elétrica que 
se deve passar pela barra para que as molas não alterem a 
deformação. 
 
a) 2,5 𝐴, esquerda 
b) 2,5 𝐴, direita 
c) 5 𝐴, esquerda 
d) 5 𝐴, direita 
e) 10 𝐴, direita 
 
2. (Fac. Albert Einstein - Medicin 2018) Dois fios 
condutores retos, muito compridos, paralelos e muito 
próximos entre si, são percorridos por correntes elétricas 
constantes, de sentidos opostos e de intensidades 2 𝐴 e 6 𝐴, 
conforme esquematizado na figura. 
 
 
A razão entre os módulos 
das forças magnéticas de 
um fio sobre o outro e o tipo 
de interação entre essas 
forças é igual a: 
 
a) 1, repulsiva 
b) 3, atrativa 
c) 12, atrativa 
d) a resultante das forças 
será nula, portanto, não 
haverá interação entre 
elas. 
 
 
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: 
SE NECESSÁRIO, UTILIZE OS VALORES FORNECIDOS 
ABAIXO: 
Densidade da água = 1 
𝑔
𝑐𝑚3
 
Aceleração da gravidade 𝑔 = 10 
𝑚
𝑠2
; 1 𝑐𝑎𝑙 = 4 𝐽 
Calor específico do cobre = 0,090 
𝑐𝑎𝑙
𝑔 °𝐶
 
Coeficiente de dilatação linear = 17 × 10−6 °𝐶−1 
Resistividade a 20 °𝐶 = 1,72 × 10−8 𝛺𝑚 
Permeabilidade magnética do vácuo 𝜇0 = 4𝜋 × 10
−7 𝑇 ⋅
𝑚
𝐴
 
𝜋 = 3 
 
3. (Uepg 2018) Dois fios condutores muito longos, de 
comprimento 𝐿, estão dispostos paralelamente e separados 
por uma distância 𝑟, onde (𝑟 ≪ 𝐿). Cada fio transporta uma 
corrente elétrica 𝐼. Considerando que o meio onde os fios se 
encontram é o vácuo, assinale o que for correto. 
 
01) Se as correntes elétricas transportadas em cada fio 
tiverem sentidos opostos, a força magnética entre eles será 
atrativa. 
02) O módulo da força magnética entre os fios é 
inversamente proporcional ao quadrado da distância entre 
eles. 
04) A força magnética entre os dois fios é proporcional ao 
produto das correntes elétricas transportadas em cada fio. 
08) O valor do vetor indução magnética no ponto médio da 
distância entre os dois fios é necessariamente nulo. 
16) A direção da força magnética entre os fios é 
perpendicular ao comprimento dos fios. 
 
4. (Eear 2017) Dois condutores paralelos extensos são 
percorridos por correntes de intensidade 𝑖1 = 3 𝐴 e 𝑖2 = 7 𝐴. 
Sabendo-se que a distância entre os centros dos dois 
condutores é de 15 𝑐𝑚, qual a intensidade da força 
magnética por unidade de comprimento entre eles, em 𝜇
𝑁
𝑚
? 
Adote: 𝜇0 = 4𝜋 ⋅ 10
−7 ⋅
𝑇⋅𝑚
𝐴
 
 
a) 56 b) 42 c) 28 d) 14 
 
5. (Unioeste 2017) Três fios longos, retilíneos e paralelos 
indicados pelas letras 𝐴,  𝐵 e 𝐶 são percorridos pelas 
correntes elétricas constantes, 𝐼𝐴 ,  𝐼𝐵 e 𝐼𝐶 , conforme mostra 
a figura abaixo. Assinale a alternativa CORRETA que indica 
a razão entre 𝐼𝐴 e 𝐼𝐵 para que a resultante da força 
magnética no fio 𝐶, exercida pelos fios 𝐴 e 𝐵, seja nula. 
 
 
 
a) 
𝐼𝐴
𝐼𝐵
=
1
2
 b) 
𝐼𝐴
𝐼𝐵
= 2 c) 
𝐼𝐴
𝐼𝐵
=
1
4
 d) 
𝐼𝐴
𝐼𝐵
= 4 
 
e) Não existe razão possível, já que ambas as forças 
apontam na mesma direção. 
 
6. (Unesp 2017) Um motor elétrico é construído com uma 
espira retangular feita com um fio de cobre esmaltado 
semirraspado em uma extremidade e totalmente raspado na 
outra, apoiada em dois mancais soldados aos polos 𝐴 e 𝐵 
de uma pilha. Presa a essa espira, uma hélice leve pode 
girar livremente no sentido horário ou anti-horário. Um ímã é 
fixo à pilha com um de seus polos magnéticos (𝑋) voltado 
para cima, criando o campo magnético responsável pela 
força magnética que atua sobre a espira, conforme ilustrado 
na figura. 
 
 
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Se 𝐴 for um polo __________, 𝐵 um polo __________ e 𝑋 
um polo __________, dado um impulso inicial na espira, ela 
mantém-se girando no sentido __________. 
 
Assinale a alternativa que completa, correta e 
respectivamente, as lacunas do texto. 
 
a) negativo – positivo – sul – horário 
b) negativo – positivo – norte – anti-horário 
c) positivo – negativo – sul – anti-horário 
d) positivo – negativo – norte – horário 
e) negativo – positivo – norte – horário 
 
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: 
Quando necessário, adote: 
• módulo da aceleração da gravidade: 10 𝑚 ⋅ 𝑠−2 
• densidade do ar: 1,2 
𝑘𝑔
𝑚3
 
• calor específico do ar: 0,24 𝑐𝑎𝑙 ⋅ 𝑔−1 ⋅ °𝐶−1 
• 1 𝑐𝑎𝑙 = 4,2 𝐽 
• permeabilidade magnética do meio: 𝜇 = 4 ⋅ 𝜋 ⋅ 10−7  
𝑇⋅𝑚
𝐴
 
• valor de pi: 𝜋 = 3 
 
7. (Fac. Albert Einstein - Medicin 2017) Determine o valor 
da força magnética, em newtons, entre dois fios metálicos 
cilíndricos, de mesma resistividade elétrica, retilíneos, 
paralelos, de comprimentos iguais a 100 𝑐𝑚, distanciados 
em 10 𝑐𝑚 e com raios de 1 𝑚𝑚 e 2 𝑚𝑚, quando cada um 
deles for ligado a uma fonte de corrente contínua de 
diferença de potencial igual a 2,0 𝑉. 
 
Adote: 𝜌 = 24 𝑛𝛺 ⋅ 𝑚 (resistividade elétrica do metal dos 
fios) 
 
a) 0,2 b) 0,3 c) 0,4 d) 0,5 
 
8. (Uepg 2016) Considere dois fios infinitos retilíneos e 
condutores, percorridos pelas correntes (𝑖𝐴) e (𝑖𝐵) de 
sentidos contrários, colocados paralelamente um ao outro 
no vácuo a uma distância (𝑑), conforme a figura abaixo. 
Desprezando a espessura dos fios e adotando como 
referência o plano da folha, assinale o que for correto. 
 
 
01) No ponto médio entre os fios, o campo magnético 
resultante é nulo. 
02) Se as correntes elétricas nos fios tivessem o mesmo 
sentido, as forças magnéticas seriam de atração. 
04) O campo magnético gerado pela corrente elétrica do fio 
𝐵, no ponto 𝑃, emerge da página. 
08) A força magnética entre os condutores depende da 
distância. Fios muito próximos estariam sujeitos a forças 
magnéticas mais intensas. 
16) Sendo 𝐹 o módulo da força magnética que age nos fios, 
se as correntes elétricas (𝑖𝐴) e (𝑖𝐵) forem duplicadas, e a 
distância passar a ser 
1
4
 do seu valor, o valor da força ficará 
inalterado. 
 
9. (Espcex (Aman) 2016) A figura abaixo representa um fio 
condutor homogêneo rígido, de comprimento 𝐿 e massa 𝑀, 
que está em um local onde a aceleração da gravidade tem 
intensidade 𝑔. O fio é sustentado por duas molas ideais, 
iguais, isolantes e, cada uma, de constante elástica 𝑘. O fio 
condutor está imerso em um campo magnético uniforme de 
intensidade 𝐵, perpendicular ao plano da página e saindo 
dela, que age sobre o condutor, mas não sobre as molas. 
Uma corrente elétrica 𝑖 passa pelo condutor e, após o 
equilíbrio do sistema, cada mola apresentará uma 
deformação de: 
 
 
a) 
𝑀𝑔+2𝑘
𝐵𝑖𝐿
 b) 
𝐵𝑖𝐿
𝑀𝑔+2𝑘
 c) 
𝑘
2(𝑀𝑔+𝐵𝑖𝐿)
 d) 
𝑀𝑔+𝐵𝑖𝐿
2𝑘
 e) 
2𝑘+𝐵𝑖𝐿
𝑀𝑔
 
 
10. (Ufrgs 2016) No esquema da figura abaixo, o fio 𝐹, 
horizontalmente suspenso e fixo nos pontos de suporte 𝑃, 
passa entre os polos de um ímã, em que o campo magnético 
é suposto horizontal e uniforme. O ímã, por sua vez, repousa 
sobre uma balança 𝐵, que registra seu peso. 
 
 
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Assinale a alternativa que preenche corretamente as 
lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. 
 
Em dado instante, a chave 𝐶 é fechada, e uma corrente 
elétrica circula pelo fio. O fio sofre uma força vertical, 
__________, e o registro na balança __________. 
 
a) para baixo – não se altera. 
b) para baixo – aumenta. 
c) para baixo – diminui.d) para cima – aumenta. 
e) para cima – diminui. 
 
11. (Upf 2015) Sobre conceitos de eletricidade e 
magnetismo, são feitas as seguintes afirmações: 
I. Se uma partícula com carga não nula se move num campo 
magnético uniforme perpendicularmente à direção do 
campo, então a força magnética sobre ela é nula. 
II. Somente imãs permanentes podem produzir, num dado 
ponto do espaço, campos magnéticos de módulo e direção 
constantes. 
III. Quando dois fios condutores retilíneos longos são 
colocados em paralelo e percorridos por correntes elétricas 
contínuas de mesmo módulo e sentido, observa-se que os 
fios se atraem. 
IV. Uma carga elétrica em movimento pode gerar campo 
magnético, mas não campo elétrico. 
Está correto apenas o que se afirma em: 
 
a) III. b) I e II. c) II. 
d) II e IV. e) II, III e IV. 
 
12. (Espcex (Aman) 2015) Em uma espira condutora 
triangular equilátera, rígida e homogênea, com lado 
medindo 18cm e massa igual a 4,0𝑔, circula uma corrente 
elétrica 𝑖 de 6,0𝐴, no sentido anti-horário. A espira está presa 
ao teto por duas cordas isolantes, ideais e de comprimentos 
iguais, de modo que todo conjunto fique em equilíbrio, num 
plano vertical. Na mesma região, existe um campo 
magnético uniforme de intensidade 𝐵 = 0,05𝑇 que atravessa 
perpendicularmente o plano da espira, conforme indicado no 
desenho abaixo. 
 
Considerando a intensidade da aceleração da gravidade 
𝑔 = 10 m/𝑠2, a intensidade da força de tração em cada 
corda é de: Dados: cos60° = 0,50; sen60° = 0,87 
 
a) 0,01𝑁 b) 0,02𝑁 c) 0,03𝑁 d) 0,04𝑁 e) 0,05𝑁 
 
13. (Unifesp 2004) Um pedaço de fio de comprimento L e 
massa m pode deslizar sobre duas hastes rígidas e lisas, de 
comprimento D cada uma e fixas em um plano inclinado de 
um ângulo 𝜃, como é ilustrado na figura. 
 
As hastes estão conectadas a uma bateria e o pedaço de fio 
fecha o circuito. As hastes e o fio estão submetidos a um 
campo magnético uniforme B vertical, apontado para cima. 
Representando a aceleração da gravidade por g, 
 
a) determine o valor da corrente i para que o fio fique em 
equilíbrio sobre o plano inclinado. 
b) Considere que o pedaço de fio esteja em equilíbrio no 
ponto mais baixo do plano inclinado. Se a corrente for 
duplicada, o fio será acelerado e deixará o plano no seu 
ponto mais alto. Determine a energia cinética do fio nesse 
ponto. 
 
14. (Ufjf-pism 3 2017) João, em suas experiências de 
laboratório, resolve construir uma balança de indução 
magnética. Essa balança é composta de uma barra que 
equilibra de um lado um prato com uma massa 𝑚 e de outro 
um circuito por onde circula uma corrente 𝑖 = 0,5 𝐴. Parte do 
circuito contendo dois segmentos de mesmo tamanho 𝐿 =
20 𝑐𝑚 está imersa numa região de campo magnético 
uniforme e de módulo igual 10 𝑚𝑇. O campo magnético 
uniforme está confinado na região tracejada e aponta 
perpendicularmente para fora do plano da folha de papel, de 
acordo com a figura mostrada abaixo. 
 
a) Usando o sistema de coordenadas abaixo, especifique a 
direção e o sentido das forças induzidas em cada segmento 
do circuito, indicando o ângulo segundo os eixos desse 
sistema. Considere que o centro deste sistema é o vértice 
do circuito. Desenhe também diretamente no triângulo da 
figura da balança o sentido da corrente elétrica. 
 
 
 
b) Qual o valor da massa que essa balança equilibra? 
 
 
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GABARITO 
 
1. d 2. a 3. 20 4. c 5. a 
6. e 7. d 8. 14 9. d 10. d 
11. a 12. b 
 
13. a) 𝒊 =
𝒎 𝒈𝒕𝒈𝜽
𝑳𝑩
; b) 𝑬𝑪 = 𝒎 𝒈𝑫𝒔𝒆𝒏𝜽 
14. a) 
 
b) 𝒎 =
√𝟐 𝑩𝒊𝑳
𝒈