Universidade Federal do Rio de Janeiro — Instituto de Fı́sica Fı́sica III — 2014/2 Lista 8 - Indução Eletromagnética Prof. Elvis Soares 1. Usando a lei de Lenz, determine a direção da corrente induzida no resistor R ligado a um solenóide (a) quando o imã se afasta dele. (b) quando o irmã se aproxima dele. (c) quando o solenóide se aproxima do imã. (d) quando o solenóide se afasta do imã. S N S N S N S N 2. Uma espira circular de raio r está num campo magnético uniforme, com o plano da espira perpendicular à direção do campo, conforme figura. O campo magnético varia com o tempo de acordo com B(t) = a + bt, onde a e b são constantes. (a) Calcule o fluxo magnético através da espira no instante t = 0. (b) Calcule a f.e.m induzida na espira. (c) Se a resistência da espira é R, qual é a corrente induzida? (d) Qual é a taxa de energia sendo dissipada pela resistência da espira? 1 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 3. Uma barra condutora de comprimento l e massa m cai a partir do repouso no campo gravitacional escorregando sem atrito sobre um fio condutor na forma de um U ligado a um resistor de resistência R, conforme a figura. O conjunto forma um circuito na vertical ~ na direção perpendicular que se encontra na presença de um campo magnético uniforme B ao plano do circuito. Determine (a) o sentido da corrente induzida no circuito. (b) a f.e.m induzida E no circuito em termos do módulo v da velocidade da barra. (c) a velocidade terminal vterm da barra. (d) a potência dissipada pelo sistema na situação do item (c) e mostre que ela é igual à potência fornecida ao sistema pelo campo gravitacional. 4. Um fio longo e retilı́neo carrega uma corrente elétrica dada por I = Imax sen (ωt + φ) e se encontra no plano de uma bobina retangular de N espiras, conforme figura. Determine (a) o campo magnético produzido pelo fio na região da bobina. (b) o fluxo magnético total através da bobina. (c) a f.e.m induzida na bobina, desprezando sua auto-indutância. (d) a indutância mútua do conjunto. 5. O campo magnético no interior de um solenóide muito longo e supercondutor é B. O solenóide tem raio interno igual a R e comprimento igual a L. Determine (a) a densidade de energia magnética no campo e (b) a energia armazenada no campo magnético no interior do solenóide. 6. Um solenóide muito longo com n espiras por unidade de comprimento e raio R carrega uma corrente oscilante na forma I = I0 cos ωt. Determine (a) o campo elétrico induzido no interior do solenóide, ou seja, s < R. (b) o campo elétrico no exterior do solenóide, ou seja, s > R. (c) a sua auto-indutância. Young & Freedman: 29.48, 29.49, 29.61, 29.78, 30.48, 30.50, 30.73, 30.78. 2
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