Lista de Exercícios
Física 2 - Prof. Mãozinha
Tarefa 15 – Eletromagnetismo
Resumo de fórmulas
Fórmulas para cargas elétricas
Período do raio de uma
trajetória
circular gerada por uma
partícula em um campo
magnético
Raio de uma trajetória
circular gerada por uma
partícula em um campo
magnético
Força magnética em uma
carga elétrica em
movimento
𝑭 = |𝒒|. 𝒗. 𝑩. 𝒔𝒆𝒏𝜭
𝑹=
𝒎. 𝒗
|𝒒|. 𝑩
𝑻=
𝟐. 𝝅. 𝒎
|𝒒|. 𝑩
Fórmulas de Fios e Espiras
Campo magnético
gerado por uma
corrente elétrica em fio
reto infinito
𝝁 .𝒊
𝑩=
𝟐. 𝝅. 𝑹
Campo magnético gerado
por uma corrente elétrica
no centro de uma espira
circular
𝝁 .𝒊
𝑩=
𝟐. 𝑹
Força magnética trocada
entre dois fios retilíneos
𝑭=
Fluxo magnético
Ф = 𝑩. 𝑨. 𝒄𝒐𝒔𝜶
𝝁 . 𝒊𝟏 . 𝒊𝟐 . 𝒍
𝟐. 𝝅. 𝑹
“Força
eletromotriz “
f.e.m. gerada pela
variação do fluxo
magnético
𝜺=
|𝜟Ф|
𝜟𝒕
Campo magnético gerado
por uma corrente elétrica
no centro da bobina chata
𝝁 .𝒊
𝑩=(
).𝑵
𝟐. 𝑹
Campo magnético
gerado por uma
corrente elétrica no
centro de um solenoide
𝑵. 𝝁 . 𝒊
𝑩=
𝑳
Força magnética em um
fio percorrido por uma
corrente elétrica
𝑭 = 𝑩. 𝒊. 𝒍. 𝒔𝒆𝒏𝜭
“Força eletromotriz”
f.e.m. gerada pela
movimentação de
uma espira ou fio em
um campo
𝜺 = 𝑩. 𝒍. 𝒗
Transformadores
𝑼𝟏
𝑵𝟏
𝒊𝟐
=
=
𝑼𝟐
𝑵𝟐
𝒊𝟏
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Sigla
Significado
Unidade
no SI
B
Campo magnético
tesla: T
μ
Constante magnética: Permeabilidade
magnética
T.m/A
i
Corrente elétrica
A
R
Raio de uma espira ou Raio da
trajetória de uma partícula
m
l
Comprimento de um fio reto
m
N
Número de espiras (ou voltas espirais)
-
L
Comprimento do solenoide
m
A
Área de uma espira
m2
ϴ
Ângulo entre o campo e a velocidade
de uma carga (corrente)
Intervalo de tempo do movimento de
uma espira ou fio
Velocidade de uma carga elétrica ou
de um fio
Δt
v
rad
s
m/s
U
d.d.p
V
q
Carga elétrica
C
m
Massa de uma carga elétrica
kg
α
Ângulo entre o campo e a um vetor
normal a uma área
rad
Ф
Fluxo do campo magnético
weber: wb
T
Período
s
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1. O Maglev é uma espécie de trem sem rodas que possui eletroímãs em sua base, e há também eletroímãs no trilho
que ele percorre. As polaridades desses eletroímãs são controladas por computador, e esse controle permite que o trem
levite sobre o trilho bem como seja movido para frente ou para trás.
Para demonstrar o princípio do funcionamento do Maglev, um estudante desenhou um vagão de trem em uma caixa
de creme dental e colou em posições especiais ímãs permanentes, conforme a figura.
O vagão foi colocado inicialmente em repouso e no meio de uma caixa de papelão de comprimento maior, porém de
largura muito próxima à da caixa de creme dental. Na caixa de papelão também foram colados ímãs permanentes
idênticos aos do vagão.
Admitindo-se que não haja atrito entre as laterais da caixa de creme dental, em que se desenhou o vagão, e a caixa de
papelão, para se obter o efeito de levitação e ainda um pequeno movimento horizontal do vagão sempre para a
esquerda, em relação à figura desenhada, a disposição dos ímãs permanentes, no interior da caixa de papelão, deve ser
a que se encontra representada em:
a)
b)
c)
d)
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e)
2. Uma das hipóteses, ainda não comprovada, sobre os modos como se orientam os animais migratórios durante suas
longas viagens é a de que esses animais se guiam pelo campo magnético terrestre. Segundo essa hipótese, para que
ocorra essa orientação, esses animais devem possuir, no corpo, uma espécie de ímã que, como na bússola, indica os
polos magnéticos da Terra.
De acordo com a Física, se houvesse esse ímã que pudesse se movimentar como a agulha de uma bússola, orientando
uma ave que migrasse para o hemisfério sul do planeta, local em que se encontra o polo norte magnético da Terra,
esse ímã deveria
a) possuir apenas um polo, o sul.
b) possuir apenas um polo, o norte.
c) apontar seu polo sul para o destino.
d) apontar seu polo norte para o destino.
e) orientar-se segundo a linha do Equador.
3. Um professor de Física mostra aos seus alunos 3 barras de metal AB, CD e EF que podem ou não estar
magnetizadas. Com elas faz três experiências que consistem em aproximá-las e observar o efeito de atração e/ou
repulsão, registrando-o na tabela a seguir.
Após o experimento e admitindo que cada letra pode corresponder a um único polo magnético, seus alunos concluíram
que
a) somente a barra CD é ímã.
b) somente as barras CD e EF são ímãs.
c) somente as barras AB e EF são ímãs.
d) somente as barras AB e CD são ímãs.
e) AB, CD e EF são ímãs.
4. A figura representa uma bateria, de força eletromotriz E e resistência interna r = 5,0Ω, ligada a um solenoide de
200 espiras. Sabe-se que o amperímetro marca 200 mA e o voltímetro marca 8,0 V, ambos supostos ideais.
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a) Qual o valor da força eletromotriz da bateria?
b) Qual a intensidade do campo magnético gerado no ponto P, localizado no meio do interior vazio do solenoide?
Dados: μ0 = 4π . 10-7 T . m/A;
B = μ0 (N/L) i (módulo do campo magnético no interior de um solenoide)
5.
Num plano horizontal encontram-se dois fios longos e retilíneos, dispostos paralelamente um ao outro. Esses fios são
percorridos por correntes elétricas de intensidade i=5,0 A, cujos sentidos convencionais estão indicados nas figuras
acima.Num dado instante, um próton é disparado do ponto A do plano,perpendicularmente a ele,com velocidade V 0
de módulo 2,0.106m/s. conforme a figura 2. Nesse instante, a força que atua no próton, decorrente do campo magnético
resultante, originado pela presença dos fios, tem intensidade:
Dados:
μ0 = 4π.10-7 T.m/A
carga do próton = + 1,6.10-19 C
a) zero
b) 1,0 . 10-19 N
c) 2,0 . 10-19 N
d) 1,0 . 10-6 N
e) 2,0 . 10-6 N
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6. Uma espira ABCD está totalmente imersa em um campo magnético B, uniforme, de intensidade 0,50T e direção
perpendicular ao plano da espira, como mostra a figura a seguir.
O lado AB, de comprimento 20cm, é móvel e se desloca com velocidade constante de 10m/s, e R é um resistor de
resistência R=0,50Ω.
Nessas condições é correto afirmar que, devido ao movimento do lado AB da espira,
a) não circulará nenhuma corrente na espira pois o campo é uniforme.
b) aparecerá uma corrente induzida, no sentido horário, de 2,0A.
c) aparecerá uma corrente induzida, no sentido horário, de 0,50A.
d) aparecerá uma corrente induzida, no sentido anti-horário, de 2,0A.
e) aparecerá uma corrente induzida, no sentido anti-horário, de 0,50A.
7.
Um pósitron ( q / m  1,75  1011C / kg ) e um elétron ( q / m  1,75  1011C / kg ) penetram
simultaneamente pelos pontos m e n, numa região onde existe um campo de indução magnética uniforme e de
2
intensidade 4,0  10 T .
A penetração das partículas ocorre perpendicularmente às linhas de indução, conforme a ilustração a seguir, e se
chocam no ponto P. Desprezando os efeitos relativísticos, a velocidade relativa do pósitron em relação ao elétron, no
instante do choque é:
7
a) 5,6  10 m / s .
7
b) 4,2  10 m / s
7
c) 3,5  10 m / s .
7
d) 2,8  10 m / s .
7
e) 1,4  10 m / s .
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Tarefa 15 – Eletromagnetismo
Gabarito:
Resposta da questão 1:
[A]
Para o vagão levitar, os polos magnéticos da sua base devem ser dispostos de maneira que exista repulsão entre os
imãs, portanto as alternativas [D] e [E] estão descartadas por apresentarem atração.
Para acontecer o deslocamento para a esquerda, a disposição dos imãs na parte anterior e posterior do vagão, quando
tomados da esquerda para a direita, respectivamente, deve apresentar atração e repulsão. Observando-se, com isso, a
impossibilidade deste movimento para a alternativa [B], tendo repulsão nas duas pontas; já o movimento seria para a
direita na alternativa [C]. Sendo assim, a alternativa correta é [A].
Resposta da questão 2:
[C]
Se dois ímãs são dispostos paralelamente, eles se orientam com o polo norte magnético de um apontando para o polo
sul magnético do outro, conforme ilustra a figura.
Assim, para uma ave que migrasse para o hemisfério sul, o ímã deveria apontar seu polo sul para o destino.
Resposta da questão 3:
[B]
Se as barras CD e EF se repelem, ambas estão magnetizadas. Se a barra AB é atraída por qualquer das extremidades
de CD, ela não está magnetizada.
Conclusão: somente as barras CD e EF são ímãs.
Resposta da questão 4:
a) E = 9,0V
b) B = 8,0π . 105 T
Resposta da questão 5:
[A]
Resposta da questão 6:
[B]
Resposta da questão 7:
[D]
7|