Ficha 12 / 2015 – Eletromagnetismo 2 Nome Nº 3ª série Física – Prof. Reinaldo Data / FE = q.E FM = q.v.B.sen R = m.v / q.B FM = B.i.L. sen 0 = 4..10–7 T.m/A B = 0.i / 2..r B = 0.i / 2.r B = 0.n.i = B.A.cos = /t = B.L.v N2/N1 = U2/U1 / ______________________________________________________________________________________________ 1. (Pucsp) Um elétron com velocidade inicial V0, atravessa sucessivamente as regiões (I), (II) e (III) da figura adiante, terminando o trajeto com velocidade V>V0. Que tipo de campo é aplicado em cada região e com que direção e sentido? a) Na região I o vetor campo elétrico se dirige para baixo; na região II o vetor campo magnético está saindo perpendicularmente ao plano da figura; na região III o vetor campo elétrico também se dirige para baixo. b) Na região I o vetor campo elétrico se dirige para cima; na região II o vetor campo elétrico está se dirigindo para a esquerda do observador; na região III o vetor campo elétrico se dirige para baixo. c) Na região I o vetor campo magnético se dirige para cima; na região II o vetor campo elétrico está se dirigindo para a esquerda do observador; na região III o vetor campo magnético se dirige para baixo. d) Na região I o vetor campo elétrico se dirige para baixo; na região II o vetor campo magnético está saindo perpendicularmente ao plano da figura; na região III o vetor campo elétrico se dirige para cima. e) Na região I o vetor campo elétrico se dirige para baixo; na região II o vetor campo magnético está entrando perpendicularmente ao plano da figura; na região III o vetor campo elétrico está saindo perpendicularmente ao plano da figura. 2. Considere dois solenoides, o primeiro com 120 espiras, enroladas num comprimento de 30 cm; o segundo com 180 espiras, enroladas num comprimento de 15 cm. O primeiro é percorrido por uma corrente i1 = 6 A. Calcule a corrente i2 que deve passar pelo segundo, de modo que o campo magnético seja o mesmo no interior de cada um deles. i2 = _______________ 3. Considere duas espiras circulares, E1 e E2, concêntricas e coplanares, de raios R1 = 0,6 m e R2 = 0,3 m. Inicialmente liga-se a espira E1 a uma bateria, de modo que ela passa a ser percorrida por uma corrente i1 = 10 A, no sentido indicado na figura. Depois disso, liga-se a espira E2 a uma outra bateria, e esta espira passa a ser percorrida por uma corrente i2, no sentido indicado na figura. a) Represente o vetor campo magnético B1 no ponto O e determine seu valor, enquanto a corrente i2 não é ligada. b) Calcule o valor de i2 para que se tenha campo magnético resultante nulo no ponto O. a) B1 = _______________ ; b) i2 = _______________ 4. A figura abaixo mostra 3 fios paralelos retos e longos, dispostos perpendicularmente ao plano do papel, cada um deles percorrido por uma mesma corrente i, nos sentidos indicados. Cada fio, separadamente, cria em um ponto a 20 cm de distância dele um campo magnético igual a 5,0.10–5 T. Determine: a) o módulo do campo magnético resultante, criado pelos 3 fios, no ponto P; b) o valor da corrente i. a) B = _______________ ; b) i = _______________ 2 5. Um elétron, de massa m = 9,1.10–31 kg e carga q = – 1,6.10–19 C penetra com velocidade v = 2,5.106 m/s numa região onde existe um campo de indução magnética B = 1,0.10–3 T, uniforme, perpendicular à trajetória da partícula e sentido para fora do papel, conforme representado na figura. a) Calcule o módulo da força que o campo magnético exerce sobre o elétron. F = ________________ b) Qual é o sentido dessa força no momento em que o elétron penetra no campo? ________________ c) Desenhe, na própria figura, a trajetória que o elétron descreve no campo. 6. Observe a figura abaixo. Suponha que o ímã, a uma certa distância da espira, esteja estabelecendo através dela um fluxo 1 = 1,2x10–2 Wb. Aproximando-se rapidamente o ímã da espira, o fluxo passa a valer 2 = 4,6x10–2 Wb. Se esta variação ocorreu num intervalo de tempo t = 0,10 s, determine o valor: a) da f.e.m. () induzida na espira; b) da corrente elétrica (i) induzida, e que é indicada pelo amperímetro ideal, admitindo que a resistência elétrica da espira é R = 2 . a) = _______________ ; b) i = _______________ 3 7. O gráfico indica a variação temporal de um campo magnético espacialmente uniforme, B(t), expresso em 10 –2 T, numa região onde está imersa uma espira condutora circular de raio 30 cm. O campo é perpendicular ao plano da espira. Dentre os intervalos de tempo identificados por I, II, III, IV e V, expressos em unidades de 10 –3 s, existe um único onde ocorrerá a maior força eletromotriz induzida na espira. Circule o número do intervalo descrito e calcule o valor dessa f.e.m. induzida, expressando seu valor na correspondente unidade SI. B (10–2 T) 9 8 4 0 1 2 4 8 12 (10–3 s) = _______________ 8. Um transformador, ligado em minha casa na praia, está sendo usado para abaixar a voltagem de 240 V para 12 V. Este transformador tem 2000 espiras no primário e verifica-se que uma potência de 108 W está sendo dissipada em uma lâmpada de 12V x 9A ligada ao seu secundário. Supondo que o rendimento do transformador, em termos de potência elétrica, seja de 90%, determine: a) o número N2 de espiras no secundário; b) a corrente elétrica i1 que percorre as espiras do primário. a) N2 = _______________ ; b) i1 = _______________ 9. Uma lâmpada de 12Vx18W é ligada a uma tomada de 120 V através de um transformador ideal próprio para alimentá-la corretamente. a) Faça um esquema desse circuito e determine a corrente que a tomada está fornecendo. b) Sabendo que o enrolamento primário do trafo tem 10000 espiras, determine o número de espiras no secundário. c) Substituindo esse trafo por um outro, observamos que a lâmpada continua a receber 12 V, porém a corrente fornecida pela tomada é de 0,20 A. Determine o rendimento n desse novo trafo. b) N2 = _______________ ; c) n = _______________ 4