Universidade Federal do Paraná
Departamento de Fı́sica
Fı́sica III e Fı́sica B
Segunda Avaliação Escolar, 21 de maio de 2001
Aluno: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Assinatura: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Constantes:
ϵ0 = 8, 85 × 10−12 F2 · m−1 ,
µ0 = 4π × 10−7 T · m/A,
Questões:
1. Considere um capacitor composto de duas cascas esféricas concêntricas, de raios a e b.
Calcule a capacitância C do capacitor. [1,0 ponto]
2. Dê a deﬁnição de corrente elétrica. [0,5 ponto]
3. Um ﬁo comprido conduz uma corrente elétrica I na direção y positivo num campo magnético
⃗ = B⃗i. Expresse a força por unidade de comprimento F⃗ /L sobre o ﬁo em termos de I,
B
B e os vetores ⃗i, ⃗j p ou ⃗k. [0,5 ponto]
4. (a) Formule e comente o signiﬁcado da lei de Biot-Savart [0,5 ponto]. (b) Utilizando esta
lei obtenha o modulo do campo magnético B no centro de uma espira circular de raio R
que conduz uma corrente I. Indique a direção do campo magnético. [1,0 ponto]
Problemas:
1. No circuito que aparece abaixo, calcule: (a) a capacitância equivalente entre os terminais
[0,5 ponto]; (b) a carga armazenada em cada capacitor [0,5 ponto]; (c) a energia total
armazenada nos capacitores [0,5 ponto].
t
2µF
100 V
t
4µF
6µF
2. No circuito abaixo achar: (a) a corrente em cada resistor, [1,5 ponto]; (b) a diferença
de potencial entre os pontos a e b [1 ponto]. E1 = 16V, E2 = 6V, R1 = 4Ω, R2 = 2Ω,
R3 = 1Ω.
ar
R1
R2
C C C
C C C
rb
X
X
R3
X
E1
E2
3. Uma bobina circular de raio R = 10 cm e com N =20 espiras está no plano (x, y) e tem
uma corrente I de 1 A como mostra a ﬁgura abaixo. Calcule: (a) o vetor do momento
⃗ no centro da
magnetico m
⃗ da bobina? [0,5 ponto]; (b) o vetor do campo magnético B
espira. [1,0 ponto]
x
6
I'$
-
y
&%
z 4. Um ﬁo condutor, inﬁnitamente comprido, está sobre o eixo dos z e tem uma corrente
I1 =20 A no sentido dos z negativos. Um outro ﬁo condutor comprido está paralelo ao eixo
dos z, em x = 5 cm e y=0 cm e conduz uma corrente I2 = 10 A no sentido dos z positivos.
⃗ em x = 0 cm e y = 5. [1 ponto].
Calcule o vetor do campo magnético resultante B