Lista 10 - Física III (1)

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 Universidade do Estado do Rio de Janeiro
 Campus Regional de Resende
 Faculdade de Tecnologia
 Departamento de Matemática Física e Computação
 Prof. Angelo Cerqueira
Física III
Lista de exercícios 10 – Lei da Indução de Faraday
1) Uma corrente i = i0 sen ωt percorre um solenóide longo que possui n espiras por unidade de 
comprimento. Uma espira circular de área A está no interior do solenóide e seu eixo coincide 
com o eixo do solenóide. Determine a fem induzida na espira. Resp.: -Aμ0ni0ω cosωt
2) Uma antena circular de televisão para UHF(frequência ultra-elevada) tem um diâmetro de 
11cm. O campo magnético de um sinal de TV é normal ao plano da antena e, num dado 
instante, seu módulo está variando na taxa de 0,16T/s. O campo é uniforme. Qual é a fem na 
antena? Resp.: 1,5×10−3 V .
3) O fluxo magnético através da espira mostrada na figura abaixo cresce com o tempo de 
acordo com a relação
B=6,0t
27,0 t
onde ΦB é dado em miliwebers e t em segundos. (a) Qual é o módulo da fem induzida na 
espira quando t = 2,0s? (b) Qual é o sentido da corrente em R?
 Resp.: (a)31mV; (b)da direita para a esquerda.
4) Uma espira quadrada cujo lado mede 2,00m está disposta perpendicularmente a um campo 
magnético uniforme com metade de sua área imersa no campo. A espira contém uma bateria 
de 20,0V e resistência interna desprezível. Sabendo-se que o módulo do campo varia com o 
tempo de acordo com a relação B = 0,042-0,870t, com B em Tesla e t em segundos, (a) qual 
é a fem total no circuito? (b) Qual é o sentido da corrente através da bateria? Resp.:
(a)21,7V; (b)anti-horária.
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5) Uma bobina com raio de 4,0cm, com 500 espiras, é colocada em um campo magnético 
uniforme que varia com o tempo de acordo com a relação B = (0,0120T/s)t+ (
3,0×10−5T / s4 )t4. A bobina está conectada a um resistor de 600Ω e seu plano é 
perpendicaular ao campo magnético. A resistência da bobina pode ser desprezada. (a) 
Calcule o módulo da fem induzida na bobina em função do tempo. (b) Qual é o módulo da 
corrente que passa no resitor para t = 5,0s ? Resp.: (a) 0,0302V3,02×10−4V / s3t 3 (b)
1,13×10−4 A .
6) Uma bobina retangular, com N espiras, compriemnto a e largura b, é girada com uma 
frequência f num campo magnético uniforme B, na figura abaixo. (a) Mostre que uma fem 
induzida dada por 
Ɛ =2πfNabBsen 2πft = Ɛ0 sem 2πf
aparece na bobina. Este é o princípio de um gerador comercial de corrente alternada. (b) 
Projete uma bobina que produza um fem com Ɛ0 = 150V quando girada a 60,0rev/s num 
campo magnético de 0,500T.
 
7) A figura a seguir mostra uma barra de comprimento L que é deslocada com velocidade 
escalar constante v ao longo dos trilhos condutores horizontais. Neste caso, o campo 
magnético em que a barra se move é não-uniforme, pois é criado por uma corrente i que 
percorre um fio longo paralelo aos trilhos. Suponha que v = 5,00m/s, a = 10,0mm, 
L = 10,0cm e i = 100A. (a) Calcule a fem induzida na barra. (b) Qual é a corrente na espira 
condutora? Suponha que a resistência da barra seja 0,400Ω e que a resistência dos trilhos e 
da tira que os liga, no lado direito sejam desprezíveis. (c)Em que taxa está sendo gerada 
energia térmica na barra? (d) Que força deve ser exercida sobre a barra por um agente 
externo para manter seu movimento? (e) Com que taxa este agente externo realiza trabalho 
sobre a barra? Resp.: (a) 2,40×10−4V ; (b) 6,00×10−4 A horária; (c) 1,44×10−7W ; 
(d) 2,87×10−8 N p/ esquerda; (e) 1,44×10−7W .
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8) Uma barra metálica com 1,50m de comprimento é puxada para a direita a 5,0m/s regulares e 
perpendicularmente a um campo magnético uniforme de 0,750T. A barra desliza sobre 
trilhos metálicos paralelos, conectados através de um resistor de 25,0Ω, de modo que o 
aparato faz um círculo completo. A resistência da barra e dos trilhos pode ser desprezada. 
(a)Calcule o módulo da fem induzida no circuito. (b)Determine o sentido da corrente 
induzida no circuito (i) usando a força magnética sobre as cargas na barra que se move; 
(ii)usando a lei de Faraday; (iii) usando a lei de Lenz. (c)Calcule a corrente através do 
resistor. Resp.:(a)5,6V; (b)anti-horária; (c)0,22A.
9) Um pequeno anel circular está no interior de uma espira maior, que está conectada a uma 
bateria e uma chave. Use a lei de Lenz para detrerminar o sentido da corrente induzida no 
pequeno anel (a)logo após a chave S ser fechada; (b)após S ter sido fechada há muito tempo; 
(c)logo após S ter sido reaberta, depois de estar fechada por umlongo tempo. Resp.: 
(a)horária; (b)não há corrente; (c)anti-horária.