Lista de Exercícios física 3 2017

Prévia do material em texto

Física Teórica III 
 
 
 
 
 
 
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 
4,5×103 T e que sua carga é 1,6×10-19C e a massa 
do elétron é de aproximadamente 9 x 10-31 kg, 
podese 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 
encontrase 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? 
 
 
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. 
 
 
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. 
 
10 cm 
2 cm 
B 
 
B (T) 
t (s) 0 , 0 1 2 , 0 3 0 , 4 , 0 
0 
1 , 0 
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. 
 
 
 
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) 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 
 
 
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 um fio 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. 
15. (Covest – 2ª fase 2006) Uma barra de cobre, de resistência interna é desprezível, está ligado a um densidade 
linear d = 4,8 x 10-2kg/m, repousa sobre resistor com R = 2 Ω. Calcule: 
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, atravésda 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). 
 
A B i i=0,10 A 
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