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Física Teórica III Prof. José Roberto Tavares Engenharias maio de 2017 Lista de Exercícios para AV2 e AV3 2017.1 1. O condutor retilíneo muito longo indicado na figura é percorrido pela corrente I=62,8A. O valor da corrente I na espiral circular de raio R, a fim de que seja nulo o campo magnético resultante no centro O da mesma, será igual a: a) nulo b) 1A c) 1000A d) 100A e) 10 A 2. Um fio de cobre, reto e extenso é percorrido por uma corrente i =1,5A. Qual é a intensidade do vetor campo magnético originado em um ponto à distanciar r=0,25m do fio. Dados: µ=4.10-7Tm/A a) B=10-6 T b) B=0,6.10-6 T c) B=1,2.10-6 T d) B=2,4.10-6 T e) B=2,4.10-5 T 3. Dois fios condutores retilíneos cruzam-se perpendicularmente. A corrente no condutor X tem intensidade i e, no condutor Y, a corrente é 3i. Seja B o módulo do campo magnético criado pela corrente de X, no ponto P. O módulo do campo resultante em P é: 4. Um fio condutor retilíneo muito longo, imerso em um meio cuja permeabilidade magnética é µO=6.10-7Tm/A, é percorrido por uma corrente I. A uma distância r=1m do fio sabe-se que o módulo do campo magnético é 10-6 T. Qual é a corrente elétrica I que percorre o fio? 5. Um feixe de raios catódicos, que nada mais é que um feixe de elétrons, esta preso a um campo magnético girando numa circunferência de raio R=2,0cm. Se a intensidade do campo é de 4,5×10- 3 T e que sua carga é 1,6×10-19C e a massa do elétron é de aproximadamente 9 x 10-31 kg, pode- se dizer que a velocidade dos elétrons, no feixe, vale: a) 2,0 × 103m/s b) 1,6 × 104m/s c) 1,6 × 105m/s d) 1,6 × 106m/s e) 1,6 × 107m/s 6. Uma partícula de massa m = 20 mg e carga q = +400 µC em movimento circular uniforme, na presença de um campo magnético uniforme B = 1,0 T, tem velocidade escalar v = 5,0 m/s. Considere que o movimento ocorre no vácuo e que a ação da força peso é desprezível em relação à força magnética que atua na partícula. Calcule o raio, da trajetória circular, em centímetros. 7. Um fio condutor em forma de solenóide encontra- se no interior de um campo magnético uniforme, variável no tempo segundo a função B(t) a seguir representada: Supondo-se que o fio tem 10 espiras e cada espira tem área de 0,002m2, perpendicular às linhas do campo, o valor absoluto da diferença de potencial induzida entre os extremos do fio durante o intervalo de tempo de zero a 2,0.10-3s vale a) 0,5 volt b) 1,0 volt c) 2,5 volts d) 3,5 volts e) 5,0 volts. 8. Duas espiras circulares concêntricas e coplanares de raios 0,4 m e 0,8 m são percorridas por correntes de intensidades 1A e 4A, respectivamente, conforme mostra a figura. Determine a intensidade do vetor campo magnético resultante no centro das espiras. Adote µ 0 = 4.10-7T.m/A 9. (Unicamp – SP) Um condutor homogêneo de resistência 8,0 Ω tem a forma de uma circunferência. Uma corrente I = 4,0 A 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 consideradas desprezíveis. a) calcule a intensidade das correntes nos dois arcos de circunferência compreendidos entre A e B. b) calcule o valor da intensidade do campo magnético B no centro O da circunferência. 10. Considere uma região do espaço em que a intensidade do campo magnético esteja variando em função do tempo, como mostrado no gráfico. Uma espira de área A=8,0cm2 e resistência R=5,0m é colocada nessa região, de tal maneira que as linhas de campo sejam normais ao plano dessa espira. a) Determine o fluxo magnético através da espira, em função do tempo. b) Calcule a corrente induzida na espira. 11. (Covest 2003- Física 2) Dois íons de massas diferentes, cargas elétricas iguais e mesmas velocidades, penetram numa região de campo magnético uniforme perpendicular ao plano da figura descrevendo as trajetórias circulares indicadas. Qual a razão entre as massas destes ions? 10 cm 2 cm B 12. (Covest 2004 - Física 2 ) O gráfico mostra a dependência com o tempo de um campo magnético espacialmente uniforme que atravessa uma espira quadrada de 10 cm de lado. Sabe-se que a resistência elétrica do fio, do qual é formada a espira, é 0,2 ohm. Calcule a corrente elétrica induzida na espira, em mA, entre os instantes t = 0 e t = 2,0 s. B (T) t (s)0 1,0 2,0 3,0 4,0 0 1,0 13. (Covest 2005 - Física 2) A figura mostra um seguimento de um condutor na forma de um L de comprimento 7,0 cm, por onde circula uma corrente elétrica de 100 A. O condutor em L está numa região do espaço onde existe um campo magnético de módulo 5,0 T, perpendicular à página e entrando na mesma. Calcule o módulo da força magnética resultante, que atua no condutor, em newtons. 14. Um dos lados de uma espira retangular rígida com massa m = 8,0 g, na qual circula uma corrente I, é atado ao teto por dois fios não condutores de comprimentos iguais. Sobre esse lado da espira, medindo 20,0 cm, atua um campo magnético uniforme de 0,05T, perpendicular ao plano da espira. O sentido do campo magnético é representado por uma seta vista por trás, penetrando o papel, conforme é ilustrado na figura. Considerando g = 10,0 m/s2, o menor valor da corrente que anula as trações nos fios é a) 8,0 A. b) 7,0 A. c) 6,0 A. d) 5,0 A. e) 4,0 A. 15. (Covest – 2ª fase 2006) Uma barra de cobre, de densidade linear d = 4,8 x 10-2kg/m, repousa sobre dois trilhos fixos horizontais separados poruma distancia L . O sistema se encontra em uma região de campo magnético uniforme B, perpendicular ao plano da figura. O coeficiente de atrito estático entre os trilhos e a barra de cobre é µe = 0,5 . Se uma corrente i = 30 A é transportada de um trilho ao outro, através da barra, qual é o maior valor do campo magnético para que a barra ainda permaneça em repouso sobre os trilhos? Expresse a sua resposta em gauss(1 gauss = 10–4T). 16. (Covest – 1ª fase 2003) A figura mostra parte de um circuito elétrico que está imerso numa região de campo magnético uniforme, perpendicular ao plano da figura. O fio ABtem densidade linear igual a 1,8 g/cm, podendo deslizar sem atrito sobre os dois fios metálicos verticais. A corrente elétrica no circuito é igual a 0,10 A. Qual deve ser a intensidade do campo magnético, para manter o fio ABem equilíbrio, sob a ação das forças gravitacional e magnética? A Bi i=0,10 A A) 41 T B) 32 T C) 18 T D) 12 T E) 10 T 17. Um fio metálico retilíneo de massa 50g e comprimento MN=50cm, é suspenso por um dinamômetro D de massa desprezível e mantido em equilíbrio na direção horizontal numa região onde existe um campo de indução magnética uniforme B de intensidade 0,04T. Se o fio se encontra perpendicularmente ás linhas de indução, quando a intensidade da corrente elétrica indicada na figura é 20A, qual a leitura assinalada pelo dinamômetro, expressa em unidades de 10-1 N. 18. Considere o problema da figura abaixo onde uma barra de comprimento L = 20 cm está se movendo com velocidade v = 10 m/s em uma região onde há um campo magnético constante B = 0,8 T, entrando na página. O circuito, cuja resistência interna é desprezível, está ligado a um resistor com R = 2 Ω. Calcule: a) A fem induzida no circuito. b) A corrente induzida no circuito. c) A força que um agente externo precisa fazer para que a barra se mova com velocidade constante (assuma que o movimento se dá sem atrito). d) A potência dissipada na forma de calor pelo resistor. 19. Considere umfio condutor suspenso por uma mola de plástico na presença de um campo magnético uniforme que sai da página, como mostrado na figura abaixo. O módulo do campo magnético é B = 3T. O fio pesa 180 g e seu comprimento é 20 cm. Considerando g = 10 m/s2, o valor e o sentido da corrente que deve passar pelo fio para remover a tensão da mola é: a) 3 A da direita para a esquerda. b) 7 A da direita para a esquerda. c) 0,5 A da esquerda para a direita. d) 2,5 A da esquerda para a direita. GABARITO: 01 E 08 1,5.10-6 T 15 80 02 C 09 1A e 3A Zero 16 C 03 2B 10 B= t/10 16 mA 17 01 04 10/3 11 05 18 −1,6 V −0,8 A 0,128 N 1,28 W 05 E 12 25 19 A 06 25 13 25 07 B 14 A
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