Questões - física eletromagnética

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Metais como o alumínio e o cobre, de modo geral, são bons condutores de eletricidade e também são 
bons condutores de calor. Você acha que existe alguma relação entre as condutividades elétricas e 
térmicas desses materiais? Por quê? 
O átomo é composto de elétrons, núcleo e uma ampla região com espaços vazios. O núcleo, por sua vez, 
contém dois tipos de núcleons: os prótons e os nêutrons, que são compostos de partículas ainda 
menores denominadas quarks. Existem seis tipos de quarks, conhecidos como up, down, strange, charm, 
bottom e top. Um próton é formado por dois quarks up e um quark down, já um nêutron é formado por 
um quark up e dois quarks down. A partir dessas informações, é possível afirmar que um átomo do 
elemento químico lítio (presente na bateria dos celulares) que possui 3 prótons e 4 nêutrons é formado 
por um total de 
Duas folhas de um mesmo tipo de papel são atritadas entre si. Elas ficarão eletrizadas? Por quê? 
Um íon de bário possui 56 prótons, 76 nêutrons e 54 elétrons. Determine a quantidade de carga elétrica 
desse íon sabendo que e =1,6.10–19 C. 
Suponha que dois bastões de vidro são atritados com seda e após um deles é preso e suspenso por uma 
corda neutra. Quando o bastão que está solto se aproxima do bastão suspenso, ocorre a repulsão entre 
eles. A repulsão ocorre porque após atritados os bastões ficaram ... 
Nos vértices de um triângulo equilátero de lado A = 1,0 cm são fixadas cargas q pontuais e iguais. 
Considerando q = 2,0 µC, determine o módulo da força eletrostática, em N, sobre uma quarta carga 
pontual q0 = 1,0 µC, que se encontra fixada no ponto médio de uma das arestas do triângulo. Dado k = 
9.109 N.m2 /C2 
Um elétron (q = - e) colocado perto de um corpo carregado experimenta uma força no sentido + y de 
intensidade 3,60 x 10-8 N. Qual é o campo elétrico nessa posição? 
Assinale a alternativa que corretamente conceitua o campo elétrico. 
Uma carga elétrica q1 = 2,0 μC exerce força, de módulo F, sobre outra carga q2 = 20 μC. Pode-se concluir 
que a carga q2 exerce sobre q1 outra força, de módulo: 
Duas cargas elétricas q1 e q2 se atraem com uma força F. Para que esta força seja 16 (dezesseis) vezes 
maior, a nova distância entre as cargas q1 e q2 deverá ser: 
Uma esfera condutora de 10 cm de raio possui uma carga de valor desconhecido. Sabendo-se que o 
campo elétrico a distância de 15 cm do centro da esfera tem módulo igual a 3.103 N/C e aponta 
radialmente para dentro, qual é carga líquida sobre a esfera? 
Qual deve ser o valor da carga total que um disco de raio igual a 2,50 cm deve ter para que o campo 
elétrico em sua superfície, no seu centro, seja igual a 3.10^6 N/C? 
Na figura deste problema, que mostra um anel eletrizado uniformemente com uma carga q, a reta OP 
representa um eixo perpendicular ao plano do anel, passando pelo seu centro O. 
Pode-se mostrar que em um ponto P, deste eixo, situado a uma distância z de O, o valor do campo 
elétrico criado pela carga Q é dado por 
A direção e o sentido de E estão mostrados na figura. Usando a equação fornecida, determine o valor de 
E no centro O do anel. 
Na figura tem-se um disco plano com distribuição superficial de carga homogênea. O campo elétrico no 
ponto P situado à distância z do centro do anel é dado por: 
Para qual situação pode-se considerar o disco como um plano infinito de cargas? 
A figura abaixo mostra dois discos e um anel plano, todos com a mesma carga uniforme. Ordene os 
objetos em ordem crescente de acordo com o valor do campo elétrico criado no ponto P (situado a 
mesma distância vertical nos três casos): 
Na figura são mostradas as linhas de campo geradas por duas cargas pontuais, +Q e -Q, com mesmo 
módulo. Na mesma figura temos também quatro superfícies Gaussianas vistas de perfil, chamadas S1, 
S2, S3 e S4. Quais são as superfícies Gaussianas que tem o fluxo elétrico líquido nulo? 
A figura mostra as seções transversais de dois cilindros coaxiais infinitamente longos. O cilindro interno 
possui uma carga positiva e o cilindro externo uma carga negativa de mesmo valor absoluto. Desenhe 
esta figura sobre seu papel e depois desenhe sobre ela vetores do campo elétrico que mostrem qual é a 
forma do campo elétrico criado. 
O campo elétrico é constante sobre cada face do cubo mostrado na figura. a) Calcule o fluxo elétrico 
líquido. b) A caixa contém uma carga positiva, uma carga negativa ou não contém uma carga líquida? 
Explique. 
Um retângulo de 2,0 cm x 3,0 cm situa-se no plano xy. Qual será o valor do fluxo elétrico através do 
retângulo se E = 50i + 100k (E vetor, i, e k vetores unitários) E = 50i + 100j (E vetor, i, e j vetores 
unitários) 
Qual é o fluxo elétrico resultante através dos dois cilindros mostrados na figura? Expresse sua resposta 
em função de R e E. 
A figura mostra três cargas e diferentes regiões. Para cada alternativa na figura, temos regiões definidas, 
para as quais deseja-se determinar o fluxo elétrico. Quais das alternativas abaixo representa o fluxo 
elétrico correto para todas as regiões definidas pelas linhas tracejadas? 
A figura mostra três superfícies Gaussianas e o fluxo elétrico através de cada uma. Quais são os valores 
das três cargas q1, q2 e q3? 
Qual é o fluxo elétrico resultante através do toroide (i.e., a superfície com a forma de um “pneu”) da 
figura? 
Um excesso de 55,3 milhões de elétrons encontra-se dentro de uma superfície fechada. Qual é o fluxo 
elétrico resultante através da superfície? 
O fluxo elétrico resultante através de uma superfície fechada é dado por 
Que quantidade de carga está encerrada pela superfície? 
O canhão de elétrons do tubo de imagem de uma TV acelera os elétrons entre duas placas paralelas, 
afastadas em 1,2 cm e com 25 kV de diferença de potencial entre elas. Os elétrons entram através de 
um pequeno orifício na placa negativa, aceleram e, então, saem através de um pequeno orifício na placa 
positiva. Assuma que os orifícios sejam suficientemente pequenos para não afetar o campo elétrico ou o 
potencial. 
a) Qual é a intensidade do campo elétrico entre as placas? 
b) Com que velocidade o elétron sai do canhão se sua velocidade de entrada é próxima a zero? 
Mostre que a velocidade de saída é tão grande que, de fato, precisamos usar a teoria da relatividade 
para calcular um valor preciso 
A figura mostra um bastão fino, dotado de uma carga Q, que foi curvado para se transformar em um 
semicírculo de raio R. Obtenha uma expressão para o potencial elétrico criado por ele em seu próprio 
centro. 
Qual é o módulo e qual é a orientação do campo elétrico no ponto da figura? 
Em uma região de campo elétrico uniforme, o potencial é de -1000 V em x =-1,0 m e de +1000 V em x 
=+1,0 m. Qual é o campo correspondente Ex? 
A figura é o gráfico de V versus x. 
Determine o gráfico correspondente de Ex versus x. 
A corrente em uma lâmpada de 100 watts vale 0,85 A. O filamento dentro do bulbo tem 0,25 mm de 
diâmetro. Responda: 
- Qual é a densidade de corrente no filamento? 
- Qual é a corrente de elétrons no filamento? 
Dois fios, 1 e 2, são feitos do mesmo metal. O fio 2 tem o dobro do diâmetro e do comprimento do fio 1. 
Quais são as razões: 
- ρ1/ρ2 entre as resistividades? 
- R2/R1 entre as resistências dos dois fios? 
Os terminais de uma pilha de relógio de 0,70 V são ligados por meio de um fio com resistividade elétrica 
de 2,4 . 10-8 Ωm, 100 m de comprimento e 0,10 mm de diâmetro. 
Qual é a corrente no fio? 
Os dois fios mostrados na figura são feitos do mesmo material. 
- Qual é a corrente no segmento de fio com 2,0 mm de diâmetro? 
- Qual é a velocidade de deriva no segmento de fio com 2,0 mm de diâmetro? 
O grafite do lápis é feito de carbono. 
Qual é a resistência de um pedaço de grafite para lapiseira com 6,0 cm de comprimento e 0,70 mm de 
diâmetro? 
O campo elétrico em um fio quadrado de alumínio com dimensões 2,0mm×2,0mm é de 0,012V/m. Qualé a corrente no fio? 
Qual é o tempo médio entre colisões sucessivas para elétrons em um fio de alumínio? 
Que intensidade de campo elétrico é necessária para criar uma corrente de 5,0A em um fio de ferro com 
2,0mm de diâmetro? 
Os dois segmentos do fio mostrados na figura têm diâmetros iguais, mas apresentam condutividades σ1 
e σ2 diferentes. A corrente I passa através do fio. Se as condutividades estão na razão 
qual é a razão 
entre as intensidades de campo elétrico nos dois segmentos do fio? 
Um cubo de metal com 1 cm em cada lado é inserido entre dois eletrodos. Os eletrodos geram um 
campo elétrico E=0,005V/m no interior do cubo. Uma corrente I=9,0A atravessa o cubo, indo do 
eletrodo positivo para o negativo. Identifique o metal do cubo. 
Dois dos três resistores da figura têm resistências desconhecidas, porém iguais. 
1. A resistência total entre os pontos a e b é menor, maior ou igual a 50 Ω? 
2. Com R=15Ω como fica a resistência equivalente? 
Qual é o valor do resistor R da figura? 
Qual é a resistência interna da bateria da figura? Que valor de potência é dissipado internamente a ela? 
Qual é a resistência equivalente entre os pontos a e b da figura? 
Em relação a uma bateria ideal, em que porcentagem a resistência interna da bateria reduz a diferença 
de potencial sobre o resistor de 20Ω da figura? 
Qual é o módulo do momento de dipolo magnético de um solenoide de 200 espiras que possui 25 cm de 
comprimento e 10 cm de diâmetro? O solenoide é percorrido por uma corrente de 0,29 A. 
Um estudante de engenharia pretende construir um pequeno eletroímã enrolando 300 espiras de fio 
em um cilindro de madeira com um diâmetro d = 5,0 cm. Para fornecer corrente elétrica, a bobina será 
ligada a uma pilha que fornece 4,0 A no fio. Com base no experimento a ser construído, responda: qual 
é o módulo do momento de dipolo magnético do eletroímã? 
Uma espira circular possui 12 cm de raio e conduz uma corrente de 1,5 A, enquanto uma bobina plana 
possui 0,82 cm de raio e 50 espiras, além de ser percorrida por uma corrente de 1,3 A e ser concêntrica 
com a espira. A espira está disposta de tal forma que seu plano é perpendicular ao plano da bobina. 
Suponha que o campo magnético da espira seja uniforme na região em que se encontra a bobina. 
Supondo que o campo magnético produzido pela espira no centro comum da espira e da bobina seja 7,9 
x 10-5 T, calcule o torque exercido pela espira sobre a bobina. 
Uma espira retangular possui o plano paralelo a um campo magnético de 0,19 T. A espira tem 5,0 cm de 
largura por 8,0 cm de comprimento e conduz uma corrente elétrica de 6,2 A. Calcule o torque sobre a 
espira. 
Com base nos dados da questão anterior, calcule o módulo do momento de dipolo magnético da espira. 
A integral de linha no interior de uma curva fechada, na qual há diversos condutores, vale 3,83 x 
10-4 T.m. Qual a corrente que passa pelos condutores? Assinale a alternativa correta. 
A figura representa dois fios condutores extensos e retilíneos, que estão dispostos perpendiculares ao 
plano da página. Estes estão separados por uma distância d = 20 cm, no ar. Ambos são percorridos por 
uma corrente elétrica de mesma intensidade, i1 = i2 = 0,40 A, mas em sentidos opostos. Determine o 
vetor campo magnético resultante gerado por esses dois fios condutores no ponto M (ponto médio do 
segmento d). 
Um campo magnético de módulo 37,2 T foi obtido no Francis Bitter National Magnetic Laboratory, do 
MIT. Calcule a corrente elétrica necessária para atingir o campo exatamente no centro de uma bobina 
circular de raio de 42 cm, contendo um número de 100 espiras. 
Um solenoide tem 95 cm de comprimento e um raio de 2 cm. A bobina apresenta 1.200 espiras 
enroladas firmemente e uma corrente de 3,60 A. Calcule a intensidade do campo magnético no interior 
do solenoide. 
As imagens obtidas por ressonância magnética requerem uma intensidade de campo magnético de 1,5 
T. O solenoide tem 1,8 m de comprimento e 77 cm de diâmetro, e suas espiras estão firmemente 
enroladas em uma única camada de fio supercondutor com diâmetro de 2 mm. Que intensidade de 
corrente é necessária? 
Um anel condutor move-se da esquerda para a direita em um campo magnético uniforme, como mostra 
a figura. Em quais regiões existe uma corrente induzida no anel? 
Qual das seguintes ações induzirá uma corrente em uma espira em presença de um campo magnético 
uniforme? 
Apresenta-se na figura um condutor em forma de U, o qual é fechado por outro condutor móvel, que 
possui um comprimento de 10 cm. O condutor móvel pode se deslocar perpendicularmente ao condutor 
em forma de U, tal que o conjunto se torna uma espira de área variável. O conjunto (U mais condutor 
móvel) está disposto de modo a ser perpendicular às linhas de campo magnético uniforme. O módulo 
do vetor campo magnético vale 5 x 10-3 T. 
Calcule a variação do fluxo magnético através da espira quando o condutor móvel se desloca 4 cm. 
A figura abaixo representa uma bobina composta de 20 espiras circulares de raio igual a 5 cm. A bobina 
encontra-se inserida em um campo magnético uniforme, conforme é possível observar na imagem, cujas 
linhas de campo são perpendiculares ao plano da bobina. O vetor campo magnético possui um módulo 
igual a 2,0 x 10-5 T. 
Calcule o módulo do fluxo magnético através da espira e de toda a espira. 
Em uma experiência realizada no laboratório de física, foi utilizada uma espira de seção reta de área 
igual a 12 cm2, a qual está livre para girar desde uma posição na qual seu plano é perpendicular ao 
campo magnético da Terra até que sua posição seja paralela a esse campo. O campo magnético da Terra 
possui um valor de 6,0 x 10-5 T. Determine o fluxo magnético que passa pela espira antes de ser girada. 
Qual das seguintes afirmações a respeito da autoindução é correta? 
Na figura abaixo é apresentado um ímã preso a um carrinho, o qual desloca-se com velocidade 
constante ao longo de um trilho horizontal. Em uma extremidade do trilho há uma espira metálica 
envolvendo-o. Com base na figura apresentada, o que se pode afirmar sobre a corrente elétrica? 
A figura abaixo mostra um solenoide longo com 220 espiras/cm e diâmetro de 3,2 cm; conduz uma 
corrente elétrica de 1,5 A. No centro do solenoide é colocada uma bobina com 130 espiras e que possui 
um diâmetro de 2,1 cm. A corrente no solenoide é, então, reduzida para zero a uma taxa constante de 
25 ms. Calcule o valor absoluto da força eletromotriz induzida na bobina interna enquanto varia a 
corrente do solenoide. 
Uma espira circular de 300 voltas e um raio de 4 cm possui seu eixo disposto de modo que um campo 
magnético uniforme forma um ângulo de 30° com o mesmo. Calcule o módulo da força eletromotriz 
induzida na espira quando o campo magnético varia a uma taxa de 85 T/s. 
Uma lanterna sem pilhas, recentemente lançada no mercado, funciona transformando em energia 
elétrica a energia cinética. Esta é fornecida pelo usuário quando agita a lanterna fortemente na direção 
do seu comprimento. Sendo a parte interna na lanterna transparente, é possível observar como ela 
funciona: ao agitar a lanterna, um ímã cilíndrico atravessa uma bobina para frente e para trás, e o 
movimento do ímã faz surgir através da bobina uma corrente induzida, a qual acende a lâmpada. Qual é 
o princípio físico em que se baseia a lanterna e a corrente induzida na bobina, respectivamente? 
Uma onda eletromagnética plana se propaga no vácuo na direção positiva de x. O campo elétrico da 
onda é dado por 
Quais das seguintes equações descreve corretamente o campo magnético da onda? 
Uma estação de rádio FM transmite em 90,5 MHz, enquanto uma estação de rádio AM transmite em 
870 kHz. Quais são os comprimentos de onda dessas ondas eletromagnéticas? 
Um laser de dióxido de carbono de 3 kW é usado em soldagem a laser. Se o feixe tem um diâmetro de 1 
mm, qual será a amplitude do campo elétricodo feixe? 
Qual a potência de um laser verde cujo campo elétrico é de 1096V/m e seu feixe tem um diâmetro de 2 
mm. 
A intensidade média da luz solar na superfície terrestre é de aproximadamente 1.400 W/m², se o Sol 
estiver diretamente acima da cabeça. A distância média entre a Terra e o Sol é de 1,50 . 1011. Qual é a 
potência média emitida pelo Sol? 
Se fosse possível medir os campos elétrico e magnético em determinado ponto do espaço, onde se 
propaga uma onda eletromagnética, o que iríamos observar? Marque a alternativa correta. 
Qual afirmativa está CORRETA com relação ao espectro eletromagnético? 
O que se pode afirmar com relação à frequência de uma onda eletromagnética? 
Uma onda eletromagnética tem frequência de 150 MHz e está se propagando no vácuo. Calcule o 
comprimento de onda. 
A transmissão de dados de uma nave espacial, localizada na superfície de Marte, é realizada na 
frequência de 6 x 105 Hz. Quanto tempo levará para que as ondas de rádio cheguem em uma estação 
terrestre localizada a 9 x 107 km de distância?