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O princípio de funcionamento dos detectores de metais utilizados em verif icações de segurança é baseado na Lei de Indução de Faraday. A força elet...

O princípio de funcionamento dos detectores de metais utilizados em verif icações de segurança é baseado na Lei de Indução de Faraday. A força eletromotriz induzida por um f luxo de campo magnético variável através de uma espira gera uma corrente. Se um pedaço de metal for colocado nas proximidades da espira, o valor do campo magnético será alterado, modif icando a corrente na espira. Essa variação pode ser detectada e usada para reconhecer a presença de um corpo metálico nas suas vizinhanças. Adote π = 3.
a) Considere que o campo magnético B atravessa perpendicularmente a espira e varia no tempo segundo a f igura. Se a espira tem raio de 2 cm, qual é o módulo da força eletromotriz induzida?
b) A espira é feita de um f io de cobre de 1 mm de raio e a resistividade do cobre é ρ = 2 · 10–8 ohm · metro. A resistência de

a) A força eletromotriz induzida é proporcional à variação temporal do fluxo magnético que atravessa a espira.
b) A resistência elétrica da espira é diretamente proporcional ao seu raio.
c) A corrente elétrica induzida na espira é diretamente proporcional à resistência elétrica da espira.
d) A corrente elétrica induzida na espira é diretamente proporcional à força eletromotriz induzida na espira.
e) A resistência elétrica da espira é inversamente proporcional à sua área.
a) 0,18 V
b) 0,36 V
c) 0,54 V
d) 0,72 V
e) 0,90 V

Essa pergunta também está no material:

Questões sobre Magnetismo
66 pág.

Física Electromagnetismo Faculdade Luiz Eduardo MagalhãesFaculdade Luiz Eduardo Magalhães

Respostas

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a) A força eletromotriz induzida é proporcional à variação temporal do fluxo magnético que atravessa a espira. b) A resistência elétrica da espira é diretamente proporcional ao seu raio. Resolvendo a questão: a) A força eletromotriz induzida é dada por: E = -N * ΔΦ/Δt, onde N é o número de espiras e ΔΦ/Δt é a variação temporal do fluxo magnético que atravessa a espira. No gráfico, a variação do fluxo magnético é de 0,6 T para -0,6 T em 0,2 s. Portanto, a variação temporal do fluxo magnético é de: ΔΦ/Δt = (0,6 - (-0,6))/0,2 = 6 T/s O raio da espira é de 2 cm = 0,02 m. Assim, a força eletromotriz induzida é dada por: E = -N * ΔΦ/Δt = -1 * 6 = -6 V Como a questão pede o módulo da força eletromotriz, temos: |E| = 6 V Portanto, a alternativa correta é a letra a) 0,18 V. b) A resistência elétrica da espira é dada por: R = ρ * L/A, onde ρ é a resistividade do cobre, L é o comprimento da espira e A é a área da seção transversal da espira. O raio da espira é de 2 cm = 0,02 m. Portanto, o diâmetro da espira é de 0,04 m. Assim, o comprimento da espira é dado por: L = π * d = 3 * 0,04 = 0,12 m A área da seção transversal da espira é dada por: A = π * r^2 = 3 * 0,02^2 = 0,00314 m^2 Substituindo os valores na equação da resistência elétrica, temos: R = ρ * L/A = 2 * 10^-8 * 0,12/0,00314 = 0,77 Ω Portanto, a alternativa correta é a letra b) 0,36 V.

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