Questões Sobre Introdução ao Eletromagnetismo - Física - 3º ano do ensino médio

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11) Um ímã em forma de barra, com seus polos Norte e Sul, é colocado sob uma superfície coberta com partículas de limalha de ferro, fazendo com que elas se alinhem segundo seu campo magnético. Se quatro pequenas bússolas, 1, 2, 3 e 4, forem colocadas em repouso nas posições indicadas na figura, no mesmo plano que contém a limalha, suas agulhas magnéticas orientam-se segundo as linhas do campo magnético criado pelo ímã.

(www.grupoescolares.com.adaptado.)

Desconsiderando o campo magnético terrestre e considerando que a agulha magnética de cada bússola seja representada por uma seta que se orienta na mesma direção e no mesmo sentido do vetor campo magnético associado ao ponto em que ela foi colocada, assinale a alternativa que indica, correta e respectivamente, as configurações das agulhas das bússolas 1, 2, 3 e 4 na situação descrita.

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A alternativa correta é letra C

Para responder esta questão devemos saber como o campo magnético de um imã se comporta. O campo magnético de um imã, tem suas linhas saindo do Norte e indo para o Sul, Norte-Sul. Logo, a bússola 1 tem sua seta apontando para a direita. A bússola 2, tem a sua seta apontando para a esquerda. A bússola 3, tem a sua seta apontando para a direita. Por fim, a bússola 4 tem sua seta apontando para esquerda. Para ver mais claramente a situação, é mais fácil fazer as linhas de campo magnético. A bússola 3 a priori pode ser estranho estar apontando para longe do imã. Mas, as linhas está saindo do Norte e indo para o Sul, a bússola segue esse ritmo. Alternativa c).

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12) O campo magnético pode ser produzido pelo movimento de cargas elétricas ou, como ocorre nas ondas eletromagnéticas, pela variação do fluxo de campo elétrico local. Em qual das figuras a seguir está representado corretamente o campo magnético?

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A alternativa correta é letra B

Na alternativa B observamos a corrente elétrica se deslocando da esquerda para a direita em uma carga positiva (campo elétrico convergente). Logo, pela regra da mão direita, o campo magnético deve sair do plano da imagem, como ilustrado corretamente por essa alternativa. Portanto, a resposta correta é a alternativa B.

13) Uma pequena esfera carregada eletricamente com carga positiva e em queda livre penetra em uma região onde um campo magnético horizontal atua uniformemente.

O esboço que melhor representa a trajetória da esfera no interior dessa região é

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A alternativa correta é letra D

Para resolvermos o exercício, precisamos primeiramente encontrar qual é o vetor força F. Utilizando a regra da mão direita, vemos que a força exercida pela carga estará na direção horizontal (ou seja, no plano da figura), no sentido da esquerda para a direita. Logo, as opções A e B podem ser excluídas.

Precisamos agora calcular o módulo dessa força. Usamos para isso a expressão geral:

\vec{F} = q . \vec{v} X \vec{B}

A velocidade, em termos do espaço percorrido, é obtida usando-se a equação de Torricelli:

v = \sqrt{2 . g . y}

Logo, supondo um campo magnético constante, a força crescerá com a raiz quadrada de y, que é exatamente o gráfico mostrado na opção D, que é a opção correta.

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14) Nos ímãs, que são feitos de materiais criadores de campo magnético, como o ferro, os spins (ímãs elementares) dos elétrons apontam sempre na mesma direção: para cima ou para baixo. O que determina esse fator é a influência de outro campo magnético, como o da Terra.

(Revista Galileu, junho 2005.)

Em relação ao campo magnético, é correto afirmar que

A) as linhas de indução em um campo magnético coincidem com as trajetórias descritas por cargas elétricas nele abandonadas.
B) o norte magnético de uma bússola aponta para o norte geográfico da Terra, próximo à região onde fica o norte magnético do imenso ímã que é nosso planeta.
C) em torno de uma espira circular em que circule corrente elétrica, origina-se um campo magnético, análogo ao de um ímã.
D) o campo magnético no interior de um solenoide é praticamente nulo e, externamente, é quase totalmente uniforme.
E) um ímã imerso em um campo magnético uniforme desloca-se, o que também ocorre com uma partícula carregada num campo elétrico.

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A alternativa correta é letra C

Analisemos cada proposição:

A "A" é falsa, pois a trajetória da carga dependerá da direção da força, dada por

\vec{F} = q \vec{v} x \vec{B}

A "B" é falsa, pois o norte magnético da bússola não coincide com o norte geográfico da Terra.

A "C" está correta, pois como existe um fluxo de corrente, existirá o aparecimento de um campo magnético, de acordo com o princípio de que "cargas em movimento geram campo magnético".

A "D" está errada, pois o campo dentro de um solenóide será constante e independente da direção radial, e fora do mesmo, constante ou linearmente radial.

Já a "E" está errada, pois o imã não se desloca.

15) A figura mostra uma bússola que, além de indicar a direção dos pólos magnéticos da Terra, indica também a inclinação α das linhas de campo no local onde ela está.

Bússolas como essa se inclinam α_E em regiões próximas ao equador, α_T em regiões próximas aos trópicos e α_Pem regiões próximas aos círculos polares. Conhecendo a configuração do campo magnético terrestre (veja a figur

A)

pode-se afirmar que:

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A alternativa correta é letra A

O vetor campo magnético é sempre tangentes às linhas de campo. Tomando-se pontos no Equador, nos Pólos e nos Trópicos e analisando a inclinação de seu vetor campo (B) em relação a horizontal, percebe-se pela figura da questão que:

I. Equador: o ângulo α_E é aproximadamente nulo

II. Pólos: α_P é aproximadamente reto (90º)

III. Trópicos: α_T_{é intermediário entre 0 e 90º}

_{Portanto, temos:}

α_P > α_T> α_E

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16) A figura 1 representa um imã permanente em forma de barra, em que N e S indicam, respectivamente, pólo norte e sul. Suponha que a barra seja dividida em três partes como mostra a figura 2. Colocando lado a lado os dois pedaços extremos, como indicado na figura 3, é correto afirmar que eles:

A) se atrairão, pois A é pólo norte e B é pólo sul.
B) Se atrairão, pois A é pólo Sul e B é pólo norte.
C) Se repelirão, pois A é pólo sul e B é pólo norte.
D) Não serão atraídos nem repelidos.
E) Se repelirão, pois A é pólo norte e B é pólo sul.

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A alternativa correta é letra C

No magnetismo, pólos diferentes se atraem e pólos iguais são repelidos. Pelo gráfico, percebe-se que A é pólo sul e B pólo norte, portanto, repelem-se pelo fato dos pólos iguais estarem voltados para a mesma direção (para cima os dois são N).

Portanto, a resposta correta é a alternativa C.

17) Para que um transformador elétrico funcione, é necessário:

A) Alimentá-lo com um corrente contínua.
B) Fornecer-lhe alta ddp constante.
C) Fornecer-lhe baixa ddp constante.
D) Alimentá-lo com corrente alternada.
E) Envolver o núcleo de ferro com um dielétrico de grande permitividade relativa.

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A alternativa correta é letra D

Um transformador elétrico funciona pela variação do fluxo do campo magnético.Em consequência disso, as correntes elétricas induzidas no circuito são alternadas.

Alternativa correta é a letra D.

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18) Sobre os fenômenos do magnetismo, analise:

I. Um ímã, inserido em uma região onde atua um campo magnético, está sujeito a um binário de forças magnéticas de mesma intensidade, que não são capazes de transladá-lo, contudo podem rotacioná-lo.

II. Quando ímãs artificiais são produzidos, a posição de seus polos é determinada pela posição em que se encontra o corpo do ímã, relativamente às linhas do campo magnético ao qual ele é submetido em seu processo de magnetização.

III. O número de vezes que podemos repartir um ímã em duas partes e dessas partes obtermos novos ímãs se limita ao momento em que da divisão separam-se os polos sul e norte.

IV. Os polos geográficos e magnéticos da Terra não se encontram no mesmo local. Quando utilizamos uma bússola, o norte magnético de sua agulha nos indica a região em que se encontra o norte magnético do planeta.

Está correto apenas o contido em:

A) I e II.
B) I e IV.
C) II e III.
D) I, III e IV.
E) II, III e IV.

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A alternativa correta é letra A

A assertiva I é verdadeira: as forças magnéticas que atuam não podem gerar movimento translacional no corpo, pois são de mesma intensidade (polos), mas podem girá-lo. A assertiva II também é verdadeira: os polos magnéticos dos imãs artificiais são definidos pela posição do ímã em relação ao campo magnético em seu processo de magnetização. A assertiva III é falsa: pode-se partir o ímã infinitas vezes e ele terá um polo sul e norte (trata-se do princípio da inseparabilidade dos polos magnéticos). E, por fim, a assertiva IV também é falsa: o norte magnético da agulha aponta para o polo sul magnético da Terra. Estão coerentes as assertivas I e II, portanto, a resposta correta é a alternativa A.

19) Quando uma barra de ferro é magnetizada, são:

A) acrescentados elétrons à barra.
B) retirados elétrons da barra.
C) acrescentados ímãs elementares à barra.
D) retirados ímãs elementares da barra.
E) ordenados os ímãs elementares da barra.

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A alternativa correta é letra E

No processo de magnetização, o corpo é imerso em um campo magnético, para que possa assim, obter propriedades magnéticas próprias pela indução de um campo ou corrente elétrica. Em consequência da indução, imãs elementares, até então desalinhados, alinham-se e tornem o corpo um imã.

Portanto, a alternativa correta é a letra E.

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20) Na segunda década do século XIX, Hans Christian Oersted demonstrou que um fio percorrido por uma corrente elétrica era capaz de causar uma perturbação na agulha de uma bússola. Mais tarde, André Marie Ampère obteve uma relação matemática para a intensidade do campo magnético produzido por uma corrente elétrica que circula em um fio condutor retilíneo. Ele mostrou que a intensidade do campo magnético depende da intensidade da corrente elétrica e da distância ao fio condutor. Com relação a esse fenômeno, assinale a alternativa correta.

A) As linhas do campo magnético estão orientadas paralelamente ao fio condutor.
B) O sentido das linhas de campo magnético independe do sentido da corrente.
C) Se a distância do ponto de observação ao fio condutor for diminuída pela metade, a intensidade do campo magnético será reduzida pela metade.
D) Se a intensidade da corrente elétrica for duplicada, a intensidade do campo magnético também será duplicada.
E) No Sistema Internacional de unidades (S.I.), a intensidade de campo magnético é A/m.

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A alternativa correta é letra D

O campo magnético produzido por uma corrente que atravessa um fio condutor é dado pela seguinte equação:B = μ*i/(2πR) Donde B é o campo magnético, μ é a permeabilidade magnético do meio, i é a corrente e R é a distância até um ponto dado.Sendo assim, se a distância for reduzida pela metade, temos que o campo magnético dobra, pois estas grandezas são inversamente proporcionais.Por outro lado, corrente e campo magnético são diretamente proporcionais neste caso, e se duplicamos a corrente, necessariamente o valor do campo magnético duplica, desde que sejam mantidas as outras variáveis constantes.Logo, temos que a alternativa D) é a corrente.Note que as linhas de campo não são orientadas paralelamente ao fio condutor, e o sentido da corrente importa, se o campo será no sentido horário ou anti-horário.A unidade de intensidade do campo magnético no SI não é A/m.Alternativa D)

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