questions_fisica_eletromagnetismo_forca-magnetica

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<p>Eletromagnetismo</p><p>Força Magnética</p><p>F0509 - (Eear)</p><p>Um corpúsculo de 10 g está eletrizado com carga de 20</p><p>µC e penetra perpendicularmente em um campo</p><p>magné�co uniforme e extenso de 400 T a uma</p><p>velocidade de 500 m/s, descrevendo uma trajetória</p><p>circular. A força centrípeta (Fcp), em N, e o raio da</p><p>trajetória (rt), em m, são:</p><p>a) Fcp = 1; rt = 78</p><p>b) Fcp = 2; rt = 156</p><p>c) Fcp = 3; rt = 312</p><p>d) Fcp = 4; rt = 625</p><p>F0507 - (Ueg)</p><p>Uma par�cula de 9,0 x 10–30 kg carregada com carga</p><p>elétrica de 1,0 x 10–16 C penetra perpendicularmente em</p><p>um campo magné�co uniforme de 1,0 x 10–6 T, quando</p><p>sua velocidade está em 1,0 x 106 m/s. Ao entrar no</p><p>campo magné�co, a carga passa a descrever um círculo.</p><p>O raio desse círculo, em metros, é</p><p>a) 9,0 x 100</p><p>b) 9,0 x 101</p><p>c) 9,0 x 10–1</p><p>d) 9,0 x 10–2</p><p>F1841 - (Upf)</p><p>As par�culas subatômicas (elétrons, prótons e nêutrons)</p><p>apresentam comportamentos específicos quando se</p><p>encontram em uma região do espaço onde há um campo</p><p>elétrico (E) ou magné�co (B).</p><p>Sobre esse assunto, é correto afirmar:</p><p>a) Um elétron em movimento numa região do espaço</p><p>onde há um B uniforme experimenta a ação de uma</p><p>força na mesma direção de B, mas com sen�do</p><p>oposto.</p><p>b) Um próton em movimento numa região do espaço</p><p>onde há um B uniforme experimenta a ação de uma</p><p>força na mesma direção de B, mas com sen�do</p><p>oposto.</p><p>c) Um elétron em movimento numa região do espaço</p><p>onde há um E uniforme experimenta a ação de uma</p><p>força na mesma direção de E, mas com sen�do oposto.</p><p>d) Um próton em movimento numa região do espaço</p><p>onde há um E uniforme experimenta a ação de uma</p><p>força na mesma direção de E, mas com sen�do</p><p>oposto.</p><p>e) Um nêutron em movimento numa região do espaço</p><p>onde há um E uniforme experimenta a ação de uma</p><p>força na mesma direção de E, mas com sen�do</p><p>oposto.</p><p>F1213 - (Eear)</p><p>Uma par�cula com carga elétrica igual a 3,2 µC e</p><p>velocidade de 2 · 104 m/s é lançada</p><p>perpendicularmente a um campo magné�co uniforme e</p><p>sofre a ação de uma força magné�ca de intensidade</p><p>igual a 1,6 · 102 N. Determine a intensidade do campo</p><p>magné�co (em Tesla) no qual a par�cula foi lançada.</p><p>a) 0,25 · 103</p><p>b) 2,5 · 103</p><p>c) 2,5 · 104</p><p>d) 0,25 · 106</p><p>F1216 - (Imed)</p><p>Uma máquina de ressonância magné�ca necessita criar</p><p>um campo magné�co para gerar as imagens u�lizadas</p><p>para diagnós�cos médicos. Isso nos mostra a relação</p><p>entre medicina e tecnologia e o grande avanço que essa</p><p>parceria proporciona. Uma forma de gerar campo</p><p>magné�co de intensidade constante de 2 T é u�lizando</p><p>1@professorferretto @prof_ferretto</p><p>supercondutores resfriados a temperaturas inferiores a</p><p>–200 °C. Entretanto, esses supercondutores, são muito</p><p>bem isolados por vácuo, não atrapalhando e causando</p><p>desconforto aos pacientes em exame.</p><p>Qual seria a intensidade da força magné�ca sobre um</p><p>elétron que incidisse perpendicularmente nesse campo</p><p>magné�co a uma velocidade de 300 m/s? (Considere a</p><p>carga elementar 1,6 · 10–19 C).</p><p>a) 0 N.</p><p>b) 9,6 · 107 N.</p><p>c) 9,6 · 10–17 N.</p><p>d) 9,6 · 1019 N.</p><p>e) 9,6 · 10–19 N.</p><p>F0551 - (Enem)</p><p>O espectrômetro de massa de tempo de voo é um</p><p>disposi�vo u�lizado para medir a massa de íons. Nele,</p><p>um íon de carga elétrica q é lançado em uma região de</p><p>campo magné�co constante</p><p>→</p><p>𝐵, descrevendo uma</p><p>trajetória helicoidal, conforme a figura. Essa trajetória é</p><p>formada pela composição de um movimento circular</p><p>uniforme no plano yz e uma translação ao longo do eixo</p><p>x. A vantagem desse disposi�vo é que a velocidade</p><p>angular do movimento helicoidal do íon é independente</p><p>de sua velocidade inicial. O disposi�vo então mede o</p><p>tempo t de voo para N voltas do íon. Logo, com base nos</p><p>valores q, B, N e t, pode-se determinar a massa do íon.</p><p>A massa do íon medida por esse disposi�vo será:</p><p>a) qBt/2πN</p><p>b) qBt/πN</p><p>c) 2qBt/πN</p><p>d) qBt/N</p><p>e) 2qBt/N</p><p>F1222 - (Ita)</p><p>Prótons (carga e e massa mp), deuterons (carga e e massa</p><p>md = 2mp) e par�culas alfas (carga 2e e massa ma = 4mp)</p><p>entram em um campo magné�co uniforme</p><p>→</p><p>𝐵</p><p>perpendicular a suas velocidades, onde se movimentam</p><p>em órbitas circulares de períodos Tp, Td e Ta,</p><p>respec�vamente. Pode-se afirmar que as razões dos</p><p>períodos Td/Tp e Ta/Tp são, respec�vamente,</p><p>a) 1 e 1.</p><p>b) 1 e √2.</p><p>c) √2 e 2.</p><p>d) 2 e √2.</p><p>e) 2 e 2.</p><p>F0508 - (Espcex)</p><p>A figura abaixo representa um fio condutor homogêneo</p><p>rígido, de comprimento L e massa M, que está em um</p><p>local onde a aceleração da gravidade tem intensidade g.</p><p>O fio é sustentado por duas molas ideais, iguais, isolantes</p><p>e, cada uma, de constante elás�ca k. O fio condutor está</p><p>imerso em um campo magné�co uniforme de</p><p>intensidade B, perpendicular ao plano da página e saindo</p><p>dela, que age sobre o condutor, mas não sobre as molas.</p><p>Uma corrente elétrica i passa pelo condutor e, após o</p><p>equilíbrio do sistema, cada mola apresentará uma</p><p>deformação de:</p><p>a) (Mg + 2k) / BiL</p><p>b) BiL / (Mg + 2k)</p><p>c) k / 2(Mg + BiL)</p><p>d) (Mg + BiL) / 2k</p><p>e) (2k + BiL) / Mg</p><p>F1219 - (Eear)</p><p>2@professorferretto @prof_ferretto</p><p>Dois condutores paralelos extensos são percorridos por</p><p>correntes de intensidade i1 = 3 A e i2 = 7 A. Sabendo-se</p><p>que a distância entre os centros dos dois condutores é</p><p>de 15 cm, qual a intensidade da força magné�ca por</p><p>unidade de comprimento entre eles, em µN/m?</p><p>Adote: µ0 = 4π · 10–7 · T·m/A</p><p>a) 56</p><p>b) 42</p><p>c) 28</p><p>d) 14</p><p>F0510 - (Ueg)</p><p>A figura a seguir descreve uma região do espaço que</p><p>contém um vetor campo elétrico</p><p>→</p><p>𝐸 e um vetor campo</p><p>magné�co</p><p>→</p><p>𝐵.</p><p>Mediante um ajuste, percebe-se que, quando os campos</p><p>elétricos e magné�cos assumem valores de 1,0 x 103 N/C</p><p>e 2,0 x 10–2 T, respec�vamente, um íon posi�vo, de</p><p>massa desprezível, atravessa os campos em linha reta. A</p><p>velocidade desse íon, em m/s, foi de</p><p>a) 5,0 x 104</p><p>b) 1,0 x 105</p><p>c) 2,0 x 103</p><p>d) 3,0 x 103</p><p>e) 1,0 x 104</p><p>F1215 - (Espcex)</p><p>Uma carga elétrica pun�forme, no interior de um</p><p>campo magné�co uniforme e constante, dependendo</p><p>de suas condições cinemá�cas, pode ficar sujeita à ação</p><p>de uma força magné�ca. Sobre essa força pode-se</p><p>afirmar que</p><p>a) tem a mesma direção do campo magné�co, se a carga</p><p>elétrica �ver velocidade perpendicular a ele.</p><p>b) é nula se a carga elétrica es�ver em repouso.</p><p>c) tem máxima intensidade se o campo magné�co e a</p><p>velocidade da carga elétrica forem paralelos.</p><p>d) é nula se o campo magné�co e a velocidade da carga</p><p>elétrica forem perpendiculares.</p><p>e) tem a mesma direção da velocidade da carga elétrica.</p><p>F1220 - (Upf)</p><p>Um elétron experimenta a ação de uma força</p><p>magné�ca quando se encontra numa região do espaço</p><p>onde há um campo magné�co uniforme. Em relação ao</p><p>comportamento do elétron, é correto afirmar que</p><p>a) o elétron não pode estar em repouso.</p><p>b) o elétron se movimenta numa direção paralela à</p><p>direção do campo magné�co.</p><p>c) pela ação da força magné�ca, o elétron experimenta</p><p>uma desaceleração na direção paralela ao campo</p><p>magné�co.</p><p>d) a força magné�ca independe da carga do elétron.</p><p>e) como o campo magné�co é uniforme, a força</p><p>magné�ca atuante sobre o elétron é constante e</p><p>independente da sua velocidade.</p><p>F1214 - (Fac. Albert Einstein)</p><p>Dois fios condutores retos, muito compridos, paralelos</p><p>e muito próximos entre si, são percorridos por</p><p>correntes elétricas constantes, de sen�dos opostos e de</p><p>intensidades 2 A e 6 A, conforme esquema�zado na</p><p>figura.</p><p>A razão entre os módulos das forças magné�cas de um</p><p>fio sobre o outro e o �po de interação entre essas</p><p>forças é igual a:</p><p>3@professorferretto @prof_ferretto</p><p>a) 1, repulsiva</p><p>b) 3, atra�va</p><p>c) 12, atra�va</p><p>d) a resultante das forças será nula, portanto, não haverá</p><p>interação entre elas.</p><p>F1225 - (Uern)</p><p>Numa região em que atua um campo magné�co</p><p>uniforme de intensidade 4 T é lançada uma carga elétrica</p><p>posi�va conforme indicado a seguir:</p><p>Ao entrar na região do campo, a carga fica sujeita a uma</p><p>força magné�ca cuja intensidade é de 3,2 · 10–2 N. O</p><p>valor dessa carga e o sen�do do movimento por ela</p><p>adquirida no interior do campo são, respec�vamente:</p><p>a) 1,6 · 10–6 C e horário.</p><p>b) 2,0 · 10–6 C e horário.</p><p>c) 2,0 · 10–6 C e an�-horário.</p><p>d) 1,6 · 10–6 C e an�-horário.</p><p>F0506 - (Upf)</p><p>Sobre conceitos de eletricidade e magne�smo, são feitas</p><p>as seguintes afirmações:</p><p>I. Se uma par�cula com carga não nula se move num</p><p>campo magné�co uniforme perpendicularmente à</p><p>direção do campo, então a força magné�ca sobre ela é</p><p>nula.</p><p>II. Somente imãs permanentes podem produzir, num</p><p>dado ponto do espaço, campos magné�cos de módulo e</p><p>direção constantes.</p><p>III. Quando dois fios condutores re�líneos longos são</p><p>colocados em paralelo e percorridos por correntes</p><p>elétricas con�nuas de mesmo módulo e sen�do, observa-</p><p>se que os fios se atraem</p><p>IV. Uma carga elétrica em movimento pode gerar campo</p><p>magné�co, mas não campo elétrico.</p><p>Está correto apenas o que se afirma em:</p><p>a) III.</p><p>b) I e II.</p><p>c) II.</p><p>d) II e IV.</p><p>e) II, III e IV.</p><p>F1211 - (Efomm)</p><p>Uma par�cula de massa m = 1,0 x 10–26 kg e carga q =</p><p>1,0 nC, com energia ciné�ca de 1,25 keV, movendo-se</p><p>na direção posi�va do eixo x, penetra em uma região do</p><p>espaço onde existe um campo elétrico uniforme de</p><p>módulo 1,0 KV/m orientado no sen�do posi�vo do eixo</p><p>y. Para que não ocorra nenhum desvio da par�cula</p><p>nessa região, é necessária a existência de um campo</p><p>magné�co de intensidade</p><p>Dado: 1 eV = 1,6 x 10–19 J</p><p>a) 1,0 mT</p><p>b) 2,0 mT</p><p>c) 3,0 mT</p><p>d) 4,0 mT</p><p>e) 5,0 mT</p><p>F1217 - (Ufu)</p><p>Uma forma de separar diferentes par�culas carregadas é</p><p>acelerá-las, u�lizando placas que possuem diferença de</p><p>potencial elétrico (V), de modo que adquiram movimento</p><p>re�líneo para, em seguida, lançá-las em uma região onde</p><p>atua campo magné�co uniforme</p><p>→</p><p>𝐵. Se o campo</p><p>magné�co atuar em direção perpendicular à velocidade</p><p>→</p><p>𝑣 das par�culas, elas passam a descrever trajetórias</p><p>circulares e, dependendo de suas caracterís�cas, com</p><p>raios de curvaturas diferentes. A figura ilustra o esquema</p><p>de um possível equipamento que possui funcionamento</p><p>similar ao descrito. Nesse esquema, dois �pos diferentes</p><p>de par�culas são aceleradas a par�r do repouso do ponto</p><p>A, descrevem incialmente uma trajetória re�línea comum</p><p>e, em seguida, na região do campo magné�co, trajetórias</p><p>circulares dis�ntas.</p><p>4@professorferretto @prof_ferretto</p><p>Considerando-se a situação descrita e representada na</p><p>figura, é correto afirmar que</p><p>a) ambas as par�culas gastam o mesmo tempo para</p><p>descrever a trajetória circular.</p><p>b) ambas as par�culas possuem carga elétrica nega�va.</p><p>c) a par�cula que possui maior carga possui trajetória</p><p>com maior raio de curvatura.</p><p>d) a par�cula que possui maior relação massa/carga</p><p>possui menor raio de curvatura.</p><p>F1224 - (Ufrgs)</p><p>Par�culas 𝛼, 𝛽 e 𝛾 são emi�das por uma fonte radioa�va</p><p>e penetram em uma região do espaço onde existe um</p><p>campo magné�co uniforme. As trajetórias são coplanares</p><p>com o plano desta página e estão representadas na figura</p><p>se segue.</p><p>Assinale a alterna�va que preenche corretamente a</p><p>lacuna do enunciado abaixo.</p><p>A julgar pelas trajetórias representadas na figura acima, o</p><p>campo magné�co ________ plano da figura.</p><p>a) aponta no sen�do posi�vo do eixo X, no</p><p>b) aponta no sen�do nega�vo do eixo X, no</p><p>c) aponta no sen�do posi�vo do eixo Y, no</p><p>d) entra perpendicularmente no</p><p>e) sai perpendicularmente do</p><p>F1221 - (Ita)</p><p>Uma massa m de carga q gira em órbita circular de raio</p><p>R e período T no plano equatorial de um ímã. Nesse</p><p>plano, a uma distância r do ímã, a intensidade do</p><p>campo magné�co é B(r) = µ/r3, em que µ é uma</p><p>constante. Se fosse de 4R o raio dessa órbita, o período</p><p>seria de</p><p>a) T/2.</p><p>b) 2T.</p><p>c) 8T</p><p>d) 32T.</p><p>e) 64T.</p><p>F1301 - (Enem)</p><p>Duas esferas carregadas com cargas iguais em módulo e</p><p>sinais contrários estão ligadas por uma haste rígida</p><p>isolante na forma de haltere. O sistema se movimenta</p><p>sob ação da gravidade numa região que tem um campo</p><p>magné�co horizontal uniforme</p><p>→</p><p>𝐵, da esquerda para a</p><p>direita. A imagem apresenta o sistema visto de cima para</p><p>baixo, no mesmo sen�do da aceleração da gravidade</p><p>→</p><p>𝑔</p><p>, que atua na região.</p><p>Visto de cima, o diagrama esquemá�co das forças</p><p>magné�cas que atuam no sistema, no momento inicial</p><p>em que as cargas penetram na região de campo</p><p>magné�co, está representado em</p><p>5@professorferretto @prof_ferretto</p><p>a)</p><p>b)</p><p>c)</p><p>d)</p><p>e)</p><p>F0627 - (Enem)</p><p>Desenvolve-se um disposi�vo para abrir</p><p>automa�camente uma porta no qual um botão, quando</p><p>acionado, faz com que uma corrente elétrica i = 6A</p><p>percorra uma barra condutora de comprimento L = 5cm,</p><p>cujo ponto médio está preso a uma mola de constante</p><p>elás�ca k = 5 x 10–2N/cm. O sistema mola-condutor está</p><p>imerso em um campo magné�co uniforme perpendicular</p><p>ao plano. Quando acionado o botão, a barra sairá da</p><p>posição do equilíbrio a uma velocidade média de 5m/s e</p><p>a�ngirá a catraca em 6 milissegundos, abrindo a porta.</p><p>A intensidade do campo magné�co, para que o</p><p>disposi�vo funcione corretamente, é de</p><p>a) 5 x 10–1 T</p><p>b) 5 x 10–2 T</p><p>c) 5 x 101 T</p><p>d) 2 x 10–2 T</p><p>e) 2 x 100 T</p><p>F1223 - (Acafe)</p><p>O LHC fica na periferia da cidade de Genebra, na Suíça,</p><p>sendo formado por um enorme tubo circular com</p><p>circunferência de 26,7 km e diâmetro de 7 m; é</p><p>subterrâneo, ficando a cerca de 100 m abaixo do solo. Ele</p><p>é um dos experimentos do CERN (Organização Europeia</p><p>para Pesquisa Nuclear), onde a internet foi inventada.</p><p>O diagrama acima mostra o tubo em forma de anel, onde</p><p>um feixe de par�culas elétricas (prótons ou íons) é</p><p>acelerado por um campo elétrico e passa a rodar sob</p><p>poderosos campos magné�cos (perpendiculares aos</p><p>planos das órbitas dos feixes) em um sen�do do anel,</p><p>enquanto outro feixe acelerado roda no sen�do oposto</p><p>do mesmo anel. Até que, no momento certo, eles entram</p><p>em rota de colisão, onde as forças elétricas e nucleares</p><p>serão tão intensas que par�culas poderão ser criadas.</p><p>Nesse sen�do, analise as afirmações a seguir.</p><p>6@professorferretto @prof_ferretto</p><p>(__) A função do campo magné�co é apenas mudar a</p><p>direção da velocidade do feixe de prótons.</p><p>(__) A força magné�ca aplicada em cada próton possui</p><p>direção tangente à trajetória.</p><p>(__) A força magné�ca tem a mesma direção do campo</p><p>magné�co.</p><p>(__) A função do campo magné�co é aumentar a energia</p><p>ciné�ca dos prótons.</p><p>(__) A força magné�ca aplicada em cada próton não</p><p>realiza trabalho.</p><p>A sequência correta, de cima para baixo, é:</p><p>a) V – F – F – F – V</p><p>b) V – V – V – F – F</p><p>c) F – V – F – F – V</p><p>d) F – F – F – V – F</p><p>F1311 - (Fuvest)</p><p>Dois fios muito longos transportam, cada um deles, uma</p><p>corrente elétrica de intensidade I, conforme indicado na</p><p>figura. Uma par�cula de carga +Q, situada a uma</p><p>distância R de cada um dos fios, move-se com velocidade</p><p>constante ao longo da direção z.</p><p>O módulo e sen�do da força magné�ca atuando sobre a</p><p>carga devido ao campo magné�co produzido pelos fios</p><p>são dados por:</p><p>Note e adote:</p><p>O campo magné�co produzido por um fio muito longo</p><p>transportando uma corrente de valor I tem módulo</p><p>aproximadamente dado por µ0 · 𝑖 / 2𝜋𝑅, sendo R a</p><p>distância do fio até o ponto e 𝜇0 corresponde a constante</p><p>de permeabilidade magné�ca.</p><p>a) 0.</p><p>b) 𝑄 ·𝑉 · µ0 · 𝑖 / 𝜋𝑅 e aponta na direção -y.</p><p>c) 𝑄 ·𝑉 · µ0 · 𝑖 / 𝜋𝑅 e aponta na direção y.</p><p>d) 𝑄 ·𝑉 · µ0 · 𝑖 / 𝜋𝑅 e aponta na direção -x.</p><p>e) 𝑄 ·𝑉 · µ0 · 𝑖 / 𝜋𝑅 e aponta na direção x.</p><p>F1218 - (Efomm)</p><p>Uma par�cula com carga elétrica de 5,0 x 10–6 C é</p><p>acelerada entre duas placas planas e paralelas, entre as</p><p>quais existe uma diferença de potencial de 100 V. Por</p><p>um ori�cio na placa, a par�cula escapa e penetra em</p><p>um campo magné�co de indução magné�ca uniforme</p><p>de valor igual a 2,0 x 10–2 T, descrevendo uma trajetória</p><p>circular de raio igual a 20 cm. Admi�ndo que a par�cula</p><p>parte do repouso de uma das placas e que a força</p><p>gravitacional seja desprezível, qual é a massa da</p><p>par�cula?</p><p>a) 1,4 x 10–14 kg</p><p>b) 2,0 x 10–14 kg</p><p>c) 4,0 x 10–14 kg</p><p>d) 2,0 x 10–13 kg</p><p>e) 4,0 x 10–13 kg</p><p>F1212 - (Efomm)</p><p>Um tenente da EFOMM construiu um disposi�vo para o</p><p>laboratório de Física da ins�tuição. O disposi�vo é</p><p>mostrado na figura a seguir. Podemos observar que</p><p>uma barra metálica, de 5 m de comprimento e 30 kg,</p><p>está suspensa por duas molas condutoras de peso</p><p>desprezível, de constante elás�ca 500 N/m e presas ao</p><p>teto. As molas estão com uma deformação de 100 mm</p><p>e a barra está imersa num campo magné�co uniforme</p><p>da intensidade 8,0 T.</p><p>Determine</p><p>a intensidade e o sen�do da corrente</p><p>elétrica real que se deve passar pela barra para que as</p><p>molas não alterem a deformação.</p><p>7@professorferretto @prof_ferretto</p><p>a) 2,5 A, esquerda</p><p>b) 2,5 A, direita</p><p>c) 5 A, esquerda</p><p>d) 5 A, direita</p><p>e) 10 A, direita</p><p>8@professorferretto @prof_ferretto</p>