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Eletromagnetismo

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A figura a seguir mostra duas placas finas não condutoras, paralelas e infinitas, separadas por uma distância d. As duas placas possuem densidades uniformes de cargas, iguais em módulo e de sinais contrários. Sendo E o módulo do campo elétrico devido a somente uma das placas, então os módulos do campo elétrico acima, entre e abaixo das duas placas, são, respectivamente:

a) E, 2E, E
b) 2E, 0, 2E
c) 0, 2E, 0
d) 2E, 2E, 2E

Desafios Para o Conhecimento

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Para resolver essa questão, precisamos entender como o campo elétrico se comporta em relação a placas carregadas. 1. Campo elétrico de uma placa não condutora: O campo elétrico gerado por uma placa não condutora com carga uniforme é constante e perpendicular à superfície da placa. O módulo do campo elétrico devido a uma única placa é \(E\). 2. Duas placas com cargas opostas: Quando temos duas placas paralelas com cargas de sinais opostos, o campo elétrico entre as placas se soma, enquanto fora das placas, os campos se cancelam. Agora, vamos analisar as regiões mencionadas: - Acima da placa superior: O campo elétrico devido à placa superior é para baixo (E) e o da placa inferior é para cima (E). Portanto, os campos se cancelam, resultando em \(0\). - Entre as placas: Aqui, os campos das duas placas se somam, resultando em \(E + E = 2E\). - Abaixo da placa inferior: O campo elétrico devido à placa inferior é para baixo (E) e o da placa superior é para cima (E). Assim, os campos se cancelam novamente, resultando em \(0\). Portanto, os módulos do campo elétrico acima, entre e abaixo das duas placas são, respectivamente: \(0, 2E, 0\). A alternativa correta é: c) 0, 2E, 0.

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Craque Neto

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A figura mostra um dispositivo para experimentos de eletrostática, cujo objetivo é determinar o sinal e a intensidade q das cargas elétricas de partículas desconhecidas. O dispositivo é utilizado da seguinte maneira: tendo duas cargas pontuais conhecidas +Q e –Q, ambas de mesmo módulo, mas de sinais contrários, a +Q é colocada na extremidade inferior de um pêndulo que tem a extremidade superior fixa em um suporte móvel. O suporte móvel do pêndulo pode ser deslocado manualmente nos sentidos horário e anti-horário sobre um semicírculo. A outra carga –Q e a carga q desconhecida são fixas equidistantes do centro O do semicírculo, de maneira que a reta que une essas duas cargas é a hipotenusa horizontal de um triângulo isósceles e retângulo, veja a figura. O experimento é feito de maneira que, para cada carga desconhecida q, movimenta-se o suporte sobre o circulo no sentido horário ou anti-horário, até que a carga +Q do pêndulo fique suspensa e em equilíbrio no centro do semicírculo. Nessa situação de equilíbrio, o pêndulo formará um ângulo com a horizontal. Com fundamentos nas leis de Newton e de Coulomb, e desprezando os efeitos gravitacionais, assinale a alternativa correta. Considere as cargas +Q e –Q não nulas.

(A) Se /2 > > /4, q será negativa e de módulo maior que Q.
(B) Se = /4, q é nula.
(C) Se /4 > > 0o, q será negativa e de módulo menor que Q.
(D) Se = 0o, q é negativa e de módulo igual a Q.
(E) Se /2 > > 0o, q será sempre positiva.

A figura representa quatro esferas metálicas idênticas penduradas por fios isolantes elétricos. O arranjo está num ambiente seco e as esferas estão inicialmente em contato umas com as outras. A esfera 1 é carregada com uma carga elétrica +Q. Escolha a opção que representa a configuração do sistema depois de atingido o equilíbrio.

A) A
B) B
C) C
D) D

A figura representa a configuração de um campo elétrico gerado por duas partículas carregadas, A e B. Assinale a linha da tabela que apresenta as indicações corretas para as convenções gráficas que ainda não estão apresentadas nessa figura (círculos A e B) e para explicar as que já estão apresentadas (linhas cheias e tracejadas).

(A) (+) (+) linha de força superfície equipotencial
(B) (+) (-) superfície equipotencial linha de força
(C) (-) (-) linha de força superfície equipotencial
(D) (-) (+) superfície equipotencial linha de força
(E) (+) (-) linha de força superfície equipotencial

A figura mostra uma bússola que, além de indicar a direção dos polos magnéticos da Terra, indica também a inclinação α das linhas de campo no local onde ela está. Bússolas como essa se inclinam αE em regiões próximas ao equador, αT em regiões próximas aos trópicos e αP em regiões próximas aos círculos polares. Conhecendo a configuração do campo magnético terrestre (veja a figura) pode-se afirmar que:

(A) αP > αT > αE.
(B) αT > αP > αE.
(C) αP > αE > αT.
(D) αT > αE > αP.
(E) αE > αT > αP.

A figura a seguir mostra um circuito elétrico formado por um capacitor, uma bateria e uma chave. Após a chave ter ficado ligada por um longo período de tempo, a carga no capacitor, em μC, é aproximadamente:

A) 0,5.
B) 2,0.
C) 72,0.
D) 12,0.

A figura a seguir mostra uma região onde existe um campo magnético, perpendicular ao plano do papel. Um elétron, um próton e um nêutron penetram na região com velocidade. Devido ao campo magnético, essas partículas executam trajetórias diferentes, designadas por 1, 2 e 3. De acordo com essas trajetórias, é CORRETO afirmar que:

a) as partículas 1, 2 e 3 são: próton, elétron e nêutron, respectivamente, e o campo está saindo do papel.
b) as partículas 1, 2 e 3 são: elétron, nêutron e próton, respectivamente, e o campo está saindo do papel.
c) as partículas 1, 2 e 3 são: próton, nêutron e elétron, respectivamente, e o campo está entrando no papel.
d) as partículas 1, 2 e 3 são: elétron, nêutron e próton, respectivamente.

A figura a seguir representa uma esfera condutora homogênea positivamente carregada. Sobre o módulo do campo elétrico (E) gerado, nos pontos A (centro), B (superfície externa) e C (exterior), pela carga da esfera, é correto afirmar:

a) EA < EB = EC
b) EA < EC < EB
c) EA = EC < EB
d) EA = EB = EC
e) EB < EA < EC

Atualmente, muitos dispositivos eletrônicos têm suas baterias carregadas pelo processo de indução eletromagnética, baseado nos estudos realizados por Tesla há vários anos. Diversos celulares utilizam uma base que produz um campo magnético, capaz de atravessar uma espira resistiva instalada no celular. Um modelo simples é mostrado na figura a seguir. Sabendo que o campo da figura aponta para dentro do plano da página, que a área da espira é igual a 4,0 cm2 e que sua resistência é igual a 0,5 mΩ, determine a variação de campo magnético produzida pela base, para que uma corrente induzida de 140 mA atravesse a espira.

a) 175 mT/s
b) 350 mT/s
c) 450 mT/s
d) 525 mT/s
e) 700 mT/s

A figura (i) a seguir esquematiza um tubo de raios catódicos. Nele, um feixe de elétrons é emitido pelo canhão eletrônico, é colimado no sistema de foco e incide sobre uma tela transparente que se ilumina no ponto de chegada. Um observador posicionado em frente ao tubo vê a imagem representada em (ii). Um ímã é então aproximado da tela, com velocidade constante e vertical, conforme mostrado em (iii). Assinale a alternativa que descreve o comportamento do feixe após sofrer a influência do ímã.

(A) O feixe será desviado seguindo a seta 1.
(B) O feixe será desviado seguindo a seta 2.
(C) O feixe será desviado seguindo a seta 3.
(D) O feixe será desviado seguindo a seta 4.
(E) O feixe não será desviado.

Tomando como referência o plano da figura, a direção e o sentido da força magnética que começa a atuar em q, são, respectivamente:

(A) vertical e para cima.
(B) horizontal e para a direita.
(C) horizontal e para a esquerda.
(D) perpendicular e para fora.
(E) perpendicular e para dentro.

Suponha que o Sol emita um próton, que atinge o ponto A da figura, com velocidade perpendicular à direção do campo magnético terrestre nesse ponto. Considerando as direções e sentidos da velocidade do próton e do campo magnético no ponto A, representados na figura, a força magnética que atua sobre esse próton tem sentido:

a) oposto ao do campo magnético.
b) igual ao do campo magnético.
c) para fora do papel.
d) para dentro do papel.
e) oposto ao da velocidade.

Assinale a alternativa correta sobre as linhas de força entre duas cargas puntiformes.

a) Uma dessas cargas é negativa e a outra é nula.
b) Essas cargas possuem sinais contrários.
c) Essas cargas são necessariamente positivas.
d) Essas cargas são necessariamente negativas.
e) Uma dessas cargas é positiva e a outra é nula.

A figura representa um ímã suspenso verticalmente ao longo do eixo de uma bobina ligada a um galvanômetro. A deflexão do ponteiro do galvanômetro para direita/esquerda indica que a corrente elétrica fluindo na espira, vista desde o ponto de suspensão do ímã, tem sentido horário/anti-horário. Em t = 0, o ímã é liberado e cai. Considere três instantes de queda, (1), (2) e (3), mostrados a seguir. Escolha a alternativa que indica, aproximadamente, a posição do ponteiro do galvanômetro nos instantes mostrados.

Gabarito: A

Na condição de uma corrente elevada percorrer o disjuntor no sentido indicado na figura, sendo e os coeficientes de dilatação linear dos metais X e Y, para que o contato C seja desfeito, deve valer a relação e, nesse caso, o vetor que representa o campo magnético criado ao longo do eixo do eletroímã apontará para a . Os termos que preenchem as lacunas estão indicados correta e respectivamente na alternativa

a) X > Y … esquerda.
b) X < Y … esquerda.
c) X > Y … direita.
d) X = Y … direita.
e) X < Y … direita.

A figura mostra duas cascas esféricas condutoras concêntricas no vácuo, descarregadas, em que a e c são, respectivamente, seus raios internos, e b e d seus respectivos raios externos. A seguir, uma carga pontual negativa é fixada no centro das cascas. Estabelecido o equilíbrio eletrostático, a respeito do potencial nas superfícies externas das cascas e do sinal da carga na superfície de raio d, podemos afirmar, respectivamente, que

a) V(b) > V(d) e a carga é positiva.
b) V(b) < V(d) e a carga é positiva.
c) V(b) = V(d) e a carga é negativa.
d) V(b) > V(d) e a carga é negativa.
e) V(b) < V(d) e a carga é negativa.