Eletricidade
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Muito aprendizado decore de se fazer perguntas.
Eletromagnetismo
LISTA 87 – FORÇA MAGNÉTICA SOBRE CONDUTORES RETILÍNEOS
01. (FAMEMA) Uma mesma espira retangular, de massa desprezível, foi parcialmente imersa em um mesmo campo magnético constante e uniforme de duas maneiras distintas. Na primeira, a espira é mantida em equilíbrio sob ação apenas da força vertical F1e da força magnética gerada pela circulação de uma corrente elétrica contínua pela espira, conforme figura 1.
Na segunda, a espira é mantida em equilíbrio sob ação apenas da força vertical F2 e da força magnética gerada pela circulação de uma corrente elétrica contínua pela espira, conforme figura 2.
Sabendo que nas duas situações a intensidade da corrente elétrica que circula pela espira é a mesma, que a intensidade de F1 é 10 N e considerando as informações contidas nas figuras, é correto afirmar que a intensidade de F2 é igual a
(A) 50 N.
(B) 10 N.
(C) 75 N
(D) 20 N.
(E) 25 N.
02. (UNIFESP) Na região quadriculada da figura existe um campo magnético uniforme, perpendicular ao plano do reticulado e penetrando no plano da figura. Parte de um circuito rígido também passa por ela, como ilustrado na figura.
A aresta de cada célula quadrada do quadrilátero tem comprimento u, e pelo fio passa uma corrente elétrica de intensidade i. Analisando a força magnética que age sobre cada elemento de comprimento u do fio do circuito, coincidente com a aresta das células quadradas, a intensidade da força magnética resultante sobre a parte do circuito exposta ao campo é
(A) nula.
(B) iBu/2.
(C) iBu.
(D) 3iBu.
(E) 13iBu.
03. (UnB-DF) O funcionamento de alguns instrumentos de medidas elétricas, como por exemplo, o galvanômetro (medidor de corrente elétrica), baseia-se no efeito mecânico que os campos magnéticos provocam em espiras que conduzem correntes elétricas, produzindo o movimento de um ponteiro que se desloca sobre uma escala. O modelo abaixo mostra, de maneira simplificada, como campos e correntes provocam efeitos mecânicos. Ele é constituído por um fio condutor, de comprimento igual a 50 cm, suspenso por uma mola de constante elástica igual a 80 N/m e imerso em um campo magnético uniforme, de intensidade B igual a 0,25 T, com direção perpendicular ao plano desta folha representado na figura. Calcule a corrente elétrica i que deverá percorrer o condutor, da esquerda para a direita, para quer a mola seja alongada em 2,0 cm a partir da posição de equilíbrio. Despreze o peso do fio.
04. (UNESP) Parte de uma espira condutora está imersa em um campo magnético constante e uniforme, perpendicular ao plano que a contém. Uma das extremidades de uma mola de constante elástica k = 2,5 N/m está presa a um apoio externo isolado e a outra a um lado dessa espira, que mede 10 cm de comprimento.
Inicialmente não há corrente na espira e a mola não está distendida nem comprimida. Quando uma corrente elétrica de intensidade i = 0,50 A percorre a espira, no sentido horário ela se move e desloca de 1,0 cm a extremidade móvel da mola para a direita. Determine o módulo e o sentido do campo magnético.
05. (UNESP) A figura mostra um experimento com dois fios suspensos, de raios e massas desprezíveis, extensos, paralelos e flexíveis, no instante em que começam a ser percorridos por correntes de mesma intensidade i = 1 A, contudo em sentidos opostos. O ponto A encontra-se à mesma distância, d = 10 cm, dos dois fios.
a) Determine o módulo, a direção e o sentido do campo magnético no ponto A, para a situação representada na figura. Considere µar = 4π · 10–7 T · m/A.
b) Em razão da ação dos campos magnéticos, entre os fios surge uma força magnética que pode ser de atração ou repulsão entre eles. Verifique se eles se atraem ou se repelem.
06. (UNIFESP) Uma mola de massa desprezível presa ao teto de uma sala tem sua outra extremidade atada ao centro de uma barra metálica homogênea e na horizontal, com 50 cm de comprimento e 500 g de massa. A barra metálica, que pode movimentar-se num plano vertical, apresenta resistência ôhmica de 5 Ω e está ligada por fios condutores de massas desprezíveis a um gerador G de corrente contínua, de resistência ôhmica interna de 5 Ω, apoiado sobre uma mesa horizontal. O sistema barra-mola está em um plano perpendicular a um campo magnético B horizontal, cujas linhas de campo penetram nesse plano, conforme mostra a figura.
Determine:
a) a forca eletromotriz, em volts, produzida pelo gerador e a potência elétrica dissipada pela barra metálica, em watts.
b) a deformação, em metros, sofrida pela mola para manter o sistema barra-mola em equilíbrio mecânico. Suponha que os fios elétricos não fiquem sujeitos a tensão mecânica, isto e, esticados.
07. (UFABC) Uma barra metálica AC de massa desprezível está presa ao teto por duas molas ideais isolantes e idênticas de constante elástica K = 36 N/m, inicialmente sem deformação. A barra é mantida na horizontal e está ligada a um gerador de força eletromotriz E = 120 V com resistência interna desprezível. Uma chave Ch aberta impede a passagem de corrente pelo circuito. Parte da barra está imersa numa região quadrada de lado L = 20 cm, onde atua um campo magnético horizontal uniforme de intensidade B = 0,3 T, perpendicular ao plano da figura e com sentido para dentro dela (Figura 1). Ao fecharmos a chave Ch, uma corrente de intensidade i passa a circular e, devido à ação do campo magnético, surge uma força na barra, causando nessa um deslocamento vertical x (Figura 2). Sabendo que a resistência elétrica total desse circuito vale R = 2 Ω e desconsiderando o campo magnético da Terra, determine x.
08. (UNESP) Um motor elétrico é construído com uma espira retangular feita com um fio de cobre esmaltado semirraspado em uma extremidade e totalmente raspado na outra, apoiada em dois mancais soldados aos polos A e B de uma pilha. Presa a essa espira, uma hélice leve pode girar livremente no sentido horário ou anti-horário. Um ímã é fixo à pilha com um de seus polos magnéticos (X) voltado para cima, criando o campo magnético responsável pela força magnética que atua sobre a espira, conforme ilustrado na figura.
Se A for um polo __________, B um polo ____________ e X um polo____________, dado um impulso inicial na espira, ela mantém-se girando no sentido ____________.
Assinale a alternativa que completa, correta e respectivamente, as lacunas do texto.
(A) negativo – positivo – sul – horário
(B) negativo – positivo – norte – anti-horário
(C) positivo – negativo – sul – anti-horário
(D) positivo – negativo – norte – horário
(E) negativo – positivo – norte – horário
09. (UNICAMP) Um fio condutor rígido de 200 g e 20 cm de comprimento é ligado ao restante do circuito através de contatos deslizantes sem atrito, como mostra a figura a seguir. O plano da figura é vertical. Inicialmente a chave está aberta. O fio condutor é preso a um dinamômetro e encontra-se em uma região com campo magnético de 0,1 T, entrando perpendicularmente no plano da figura.
a) Calcule a força medida pelo dinamômetro com a chave aberta, estando o fio em equilíbrio.
b) Determine o sentido e a intensidade da corrente elétrica no circuito após o fechamento da chave, sabendo-se que o dinamômetro passa a indicar leitura zero.
c) Determine a polaridade da bateria e a tensão, sabendo-se que a resistência equivalente do circuito é 6,0 Ω. Despreze a resistência interna da bateria.
10. (UFRGS-RS) Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto abaixo, na ordem em que elas aparecem. A figura abaixo representa dois fios metálicos paralelos, A e B, próximos um do outro, que são percorridos por correntes elétricas de mesmo sentido e de intensidades iguais a i e 2i, respectivamente. A força que o fio A exerce sobre o fio B é ….., e sua intensidade é …… intensidade da força exercida pelo fio B sobre o fio A.
a) repulsiva – duas vezes maior do que a
b) repulsiva – igual à
c) atrativa – duas vezes menor do que a
d) atrativa – duas vezes maior do que a
e) atrativa – igual à
Respostas
1- E
2- C
3- i = 12,8 A
4- B = 0,5 T, saindo do plano da folha
5-
a) B = 4 x10-6 T
b) Repulsão.
6-
a) E = 50 V; P = 125 W
b) x = 5,0 x 10–2 m
7- x = 0,05 m
8- E
9-
a) F = 2,0 N
b) i = 100 A
c) U = 600 V
10- E
