ESCOLA ESTADUAL “JOÃO XXIII” A Escola que a gente quer é a Escola que a gente faz!

• Força Magnética

1) Em algumas moléculas, há uma assimetria na distribuição de cargas positivas e negativas, como representado, esquematicamente, nesta figura: Considere que uma molécula desse tipo é colocada em uma região onde existem um campo

elétrico →

E e um campo magnético →

B , uniformes, constantes e mutuamente perpendiculares. Nas alternativas abaixo, estão indicados as direções e os sentidos desses campos. Assinale a alternativa em que está representada CORRETAMENTE a orientação de equilíbrio dessa molécula na presença dos dois campos.

2) Um elétron penetra, com velocidade V

ur

, numa região do espaço onde existe um campo

magnético B

ur

representado pelo símbolo , que significa saindo do plano da página.

Qual das opções seguintes melhor representa o sentido da Força Magnética que age sobre esta carga?

3) Na figura a seguir, três partículas carregadas M, N e P penetram numa região onde existe um campo magnético uniforme B (vetor), movendo-se em uma direção perpendicular a esse campo. As setas indicam o sentido do movimento de cada partícula. A respeito das cargas das partículas, é CORRETO afirmar que

(A) M, N e P são positivas. (B) N e P são positivas. (C) somente M é positiva. (D) somente N é positiva.

4) Um feixe de elétrons em um tubo de raios catódicos propaga-se horizontalmente, projetando-se no centro O da tela do tubo. Estabelecem-se, no interior do tubo, um campo

magnético )B( , vertical, de baixo para cima, e

um campo elétrico )E( , vertical, de cima para baixo.

Nessas condições, podemos afirmar que o feixe de elétrons se desvia para: (A) um ponto na região 1. (B) um ponto na região 2. (C) um ponto na região 3. (D) um ponto na região 4.

Educando para a Modernidade desde 1967

NATUREZA DA ATIVIDADE: EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO - ELETROMAGNETISMO

DISCIPLINA: FÍSICA

ASSUNTO: FORÇA MAGNÉTICA

PROFESSORA: MARILENE MARIA DE CARVALHO

ALUNO (A): _________________________________________________________

(A)

(B)

(C)

(D)

5) A figura mostra parte da trajetória descrita por um feixe de prótons na presença de um campo magnético. As setas indicam o sentido do movimento dos prótons.

Nas alternativas, o sinal representa um vetor perpendicular ao papel e "entrando" nele e o sinal

, um vetor também perpendicular, mas "saindo" do papel. Assinale a alternativa em que estão representados corretamente a direção e o sentido

do campo magnético que atua nesse feixe de prótons.

6) Duas partículas carregadas são lançadas com a mesma velocidade em um ponto P de uma região em que existe um campo magnético vertical constante, perpendicular à folha do desenho e saindo da folha. Uma delas segue uma trajetória I dentro da região, e a outra segue uma trajetória II. Tais trajetórias são circunferências de raio R.

Analisando a figura, conclui-se que

(A) as duas partículas tem a mesma massa e a mesma carga. (B) as duas partículas tem massas e cargas diferentes. (C) a trajetória I corresponde ao movimento da carga de menor massa. (D) a trajetória II corresponde ao movimento da carga de maior massa. (E) a partícula II está sujeita a uma maior aceleração.

7) Em um experimento, André monta um circuito em que dois fios retilíneos . K e L , paralelos, são percorridos por correntes elétricas constantes e de sentidos opostos. Inicialmente, as correntes nos fios são iguais, como mostrado na Figura I. Em seguida, André dobra o valor da corrente no fio L, como representado na Figura II.

Sejam FK e FL , respectivamente, os módulos das forças magnéticas nos fios K e L. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que A) na Figura I , FK = FL = 0 e, na Figura II, FK ≠ FL. B) na Figura I , FK = FL ≠ 0 e, na Figura II, FK ≠ FL . C) na Figura I , FK = FL = 0 e, na Figura II, FK = FL ≠ 0. D) na Figura I , FK = FL ≠ 0 e, na Figura II, FK = FL ≠ 0 . 8) Esta figura apresenta a configuração do vetor

campo magnético, B

ur.

Um fio retilíneo, de comprimento l = 10 cm, é colocado perpendicularmente ao campo magnético uniforme, de módulo igual a 0,5 T. Uma corrente elétrica de intensidade i = 60 A percorre o fio, no sentido positivo de y. Sobre a força magnética no fio, ASSINALE a alternativa correta. (A) 3,0 N, perpendicular ao papel e entrando nele. (B) 300 N, perpendicular ao papel e saindo dele. (C) 3,0 N, perpendicular ao papel e saindo dele. (D) 300 N, perpendicular ao papel e entrando nele.

9) Na figura, estão representadas duas placas metálicas paralelas, carregadas com cargas de mesmo valor absoluto e de sinais contrários. Entre essas placas, existe um campo magnético

uniforme →

B , perpendicular ao plano da página e dirigido para dentro desta, como mostrado, na figura, pelo símbolo ⊗⊗⊗⊗.

Uma partícula com carga elétrica positiva é colocada no ponto P, situado entre as placas. Considerando essas informações, assinale a alternativa em que melhor está representada a trajetória da partícula após ser solta no ponto P.

10) Um feixe de elétrons, todos com mesma velocidade, penetra em uma região do espaço onde há um campo elétrico uniforme entre duas placas condutoras, planas e paralelas, uma delas carregada positivamente e a outra, negativamente. Durante todo o percurso, na região entre as placas, os elétrons têm trajetória retilínea, perpendicular ao campo elétrico. Ignorando efeitos gravitacionais, esse movimento é possível se entre as placas houver, além do campo elétrico, também um campo magnético, com intensidade adequada e (A) perpendicular ao campo elétrico e à trajetória dos elétrons. (B) paralelo e de sentido oposto ao do campo elétrico. (C) paralelo e de mesmo sentido que o do campo elétrico. (D) paralelo e de sentido oposto ao da velocidade dos elétrons. (E) paralelo e de mesmo sentido que o da velocidade dos elétrons.

11) Três partículas – R, S e T –, carregadas com carga de mesmo módulo, movem-se com velocidades iguais, constantes, até o momento em que entram em uma região, cujo campo magnético é constante e uniforme. A trajetória de cada uma dessas partículas, depois que elas entram em tal região, está representada nesta figura:

Esse campo magnético é perpendicular ao plano da página e atua apenas na região sombreada. As trajetórias das partículas estão contidas nesse plano. Considerando essas informações, (A) Explique por que as partículas S e T se curvam em direção oposta à da partícula R. (B) Suponha que o raio da trajetória da partícula T mede o dobro do raio da R. Determine a razão entre as massas dessas duas partículas.

(C) Em um forno de micro-ondas, a radiação eletromagnética é produzida por um dispositivo em que elétrons descrevem um movimento circular em um campo magnético, como o descrito anteriormente. Suponha que, nesse caso, os elétrons se movem com velocidade de módulo constante e que a frequência da radiação produzida é de 2,45 x 109 Hz e é igual à frequência de rotação dos elétrons. Suponha, também, que o campo magnético é constante e uniforme. Calcule o módulo desse campo magnético. 12) Assinale abaixo a alternativa INCORRETA. A) O trabalho exercido sobre uma partícula carregada eletricamente por parte de forças magnéticas é nulo. B) O módulo do campo elétrico e o potencial elétrico criado por uma carga elétrica puntiforme são proporcionais, respectivamente, ao inverso do quadrado da distância à carga e ao inverso da distância à carga. C) O movimento de uma carga puntiforme entre as placas carregadas de um capacitor de placas paralelas é de velocidade constante. D) Um nêutron penetrando em uma região de campo elétrico uniforme não sofre nenhuma deflexão.

13) Reações nucleares que ocorrem no Sol produzem partículas – algumas eletricamente carregadas –, que são lançadas no espaço. Muitas dessas partículas vêm em direção à Terra e podem interagir com o campo magnético desse planeta. Nesta figura, as linhas indicam, aproximadamente, a direção e o sentido do campo magnético em torno da Terra:

Nessa figura, K e L representam duas partículas eletricamente carregadas e as setas indicam suas velocidades em certo instante. Com base nessas informações, Alice e Clara chegam a estas conclusões:

• Alice - “Independentemente do sinal da sua carga, a partícula L terá a direção de sua velocidade alterada pelo campo magnético da Terra.” • Clara - “Se a partícula K tiver carga elétrica negativa, sua velocidade será reduzida pelo campo magnético da Terra e poderá não atingi-la.”

Considerando-se a situação descrita, é CORRETO afirmar que (A) apenas a conclusão de Alice está certa. (B) apenas a conclusão de Clara está certa. (C) ambas as conclusões estão certas. (D) nenhuma das duas conclusões está certa. 14) Quando uma partícula carregada penetra em uma região do espaço onde existe um campo magnético uniforme perpendicular à sua velocidade, sua tendência é descrever uma trajetória (A) retilínea. (B) parabólica. (C) circular. (D) hiperbólica.

15) Nesta figura, o símbolo X representa um campo magnético uniforme B penetrando perpendicularmente no plano do papel.

Se um próton de carga Q, velocidade V constante, é lançado dentro desse campo de modo que a direção do vetor velocidade seja perpendicular à direção do vetor B, esse próton fica sujeito à ação de uma força magnética que A) provoca uma aceleração para fora do campo. B) não exerce influência sobre a sua trajetória. C) faz com que ele descreva um movimento circular. D) aumenta o valor da sua velocidade. 16) Uma partícula de pequena massa e eletricamente carregada, movimenta-se da esquerda para a direita com velocidade constante

1v

ur, entra uma região que há um campo

magnético uniforme. Devido à ação desse campo sobre a carga, a partícula descreve uma semicircunferência e retorna para a esquerda

com velocidade 2

v

uur, paralela a

1v

ur, com

1v

ur=

2v

uur,

como mostra a figura a seguir.

(A) Qual é a direção das linhas desse campo magnético?

(B) Explique por que 1

v

ur=

2v

uur.

17) Uma linha de transmissão elétrica conduz corrente de 500 A numa região em que o campo magnético terrestre, perpendicular à linha, é 3,8.10-5 T. Qual a força magnética sobre cada metro da linha, em unidades de 10-3N?

18) A figura mostra, de forma esquemática, um feixe de partículas penetrando em uma câmara de bolhas.

A câmara de bolhas é um dispositivo que torna visíveis as trajetórias de partículas atômicas. O feixe de partículas é constituído por prótons, elétrons e nêutrons, todos com a mesma velocidade. Na região da câmara existe um campo magnético perpendicular ao plano da figura entrando no papel. Esse campo provoca a separação desse feixe em três feixes com trajetórias R, S e T. A associação CORRETA entre as trajetórias e as partículas é (A) trajetória R: elétron, trajetória S: nêutron, trajetória T: próton. (B) trajetória R: nêutron, trajetória S: elétron, trajetória T: próton. (C) trajetória R: próton, trajetória S: elétron, trajetória T: nêutron. (D) trajetória R: próton, trajetória S: nêutron, trajetória T: elétron. 19) Raios cósmicos são partículas de grande velocidade, provenientes do espaço, que atingem a Terra em todas as direções. Sua origem é, atualmente, objeto de estudos. A Terra possui um campo magnético semelhante ao criado por um ímã em forma de barra cilíndrica, cujo eixo coincide com o eixo magnético da Terra. Uma patícula cósmica P, com carga elétrica positiva, quando ainda longe da Terra, aproxima-se percorrendo uma reta que coincide com o eixo magnético da Terra, como mostra a figura. Desprezando a atração gravitacional, é CORRETO afirmar que a partícula, ao se aproximar da Terra (A) aumenta sua velocidade e não se desvia de sua trajetória retilínea. (B) diminui sua velocidade e não se desvia de sua trajetória retilínea. (C) tem sua trajetória desviada para leste. (D) tem sua trajetória desviada para oeste. (E) não altera sua velocidade nem se desvia de sua trajetória retilínea.

20) Um fio condutor reto e vertical passa por um furo em uma mesa, sobre a qual, próximo ao fio, são colocadas uma esfera carregada, pendurada em uma linha de material isolante, e uma bússola, como mostrado nesta figura:

Inicialmente, não há corrente elétrica no fio e a agulha da bússola aponta para ele, como se vê na figura. Em certo instante, uma corrente elétrica constante é estabelecida no fio. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que, após se estabelecer a corrente elétrica no fio, A) a agulha da bússola vai apontar para uma outra direção e a esfera permanece na mesma posição. B) a agulha da bússola vai apontar para uma outra direção e a esfera vai se aproximar do fio. C) a agulha da bússola não se desvia e a esfera permanece na mesma posição. D) a agulha da bússola não se desvia e a esfera vai se afastar do fio. 21) Um ímã retilíneo muito leve é colocado próximo a um fio fixo, longo e paralelo ao ímã. Desprezando-se o campo magnético terrestre, é CORRETO afirmar que a corrente elétrica que passa por esse fio tenderá a (A) fazer o ímã girar ao redor do fio, mantendo o paralelismo. (B) atrair o ímã para o fio, mantendo o paralelismo. (C) deslocar o ímã ao longo do fio, no sentido da corrente convencional ou no sentido oposto, dependendo da posição dos polos do ímã. (D) fazer o ímã girar até que fique em posição perpendicular ao fio.

22) O tubo de imagem de um televisor está representado, esquematicamente, na Figura I. Elétrons são acelerados da parte de trás desse tubo em direção ao centro da tela. Quatro bobinas – K, L, M e N – produzem campos magnéticos variáveis, que modificam a direção dos elétrons, fazendo com que estes atinjam a tela em diferentes posições, formando uma imagem, como ilustrado na Figura II.

As bobinas K e L produzem um campo magnético na direção vertical e as bobinas M e N, na horizontal. Em um certo instante, um defeito no televisor interrompe a corrente elétrica nas bobinas K e L e apenas as bobinas M e N continuam funcionando. Assinale a alternativa em que melhor se representa a imagem que esse televisor passa a produzir nessa situação.

23) Há uma força de atração entre dois fios longos retilíneos e paralelos, quando em cada um deles circula uma corrente elétrica com o mesmo sentido, porque há uma interação entre

(A) o campo elétrico dentro de um condutor e o campo elétrico dentro do outro condutor. (B) o campo magnético criado pela corrente que passa em um condutor, e a corrente que circula no outro. (C) a diferença de potencial aplicada a um condutor e o campo elétrico dentro do outro condutor. (D) o campo elétrico dentro de um condutor e a corrente do outro condutor. (E) os condutores, devida ao efeito Joule.

24) Duas placas planas, paralelas, horizontais e carregadas com sinais opostos, são dispostas formando entre si um campo elétrico uniforme, e, nas suas laterais, encontram-se dois polos de um imã formando um campo magnético uniforme, como na figura apresentada.

Abandonando-se um elétron (e) no ponto médio dos dois campos e desprezando-se as velocidades relativísticas e o campo gravitacional, é CORRETO afirmar que a posição mais provável que esse elétron atingirá será uma região nas proximidades do ponto (A) A (B) B (C) C (D) D (E) E 25) Um circuito é formado por dois fios muito longos, retilíneos e paralelos, ligados a um gerador de corrente contínua como mostra a figura. O circuito é percorrido por uma corrente constante i. É CORRETO afirmar que a força de origem magnética que um trecho retilíneo exerce sobre o outro é (A) nula. (B) atrativa e proporcional a i. (C) atrativa e proporcional a i2. (D) repulsiva e proporcional a i. (E) repulsiva e proporcional a i2. 26) Um fio condutor entre os polos de um ímã em forma de U é percorrido por uma corrente i, conforme está indicado na figura.

Então, existe uma força sobre o fio que tende a movê-lo

(A) na direção da corrente. (B) para fora do ímã. (C) para dentro do ímã. (D) para perto do polo S. (E) para perto do polo N.

27) Cinco fios longos e retilíneos, igualmente espaçados de 1,5cm e portadores de uma corrente de 5,0A, cada um deles, de acordo com o sentido indicado na figura, sofre a ação de forças magnéticas devido à presença dos outros.

Escolha a opção que contenha a letra correspondente ao fio que sofre a MENOR interação.

(A) A (B) B (C) C (D) D (E) E 28) Um segmento retilíneo de fio conduz uma corrente elétrica “i”, em uma região onde existe um campo magnético uniforme B vetorial. Devido a este campo magnético, o fio fica sob o efeito de uma força de módulo F, cuja direção é perpendicular ao fio e à direção B. Se duplicarmos as intensidades do campo magnético e da corrente elétrica, mantendo inalterados todos os demais fatores, a força exercida sobre o fio passará a ter módulo. (A) 8F (B) 4F (C) F (D) F/4 (E) F/8 29) Dois condutores retos, extensos e paralelos, estão separados por uma distância d = 2,0cm e são percorridos por correntes elétricas de intensidades i1 = 1,0A e i2 = 2,0 A, com os sentidos indicados na figura.

(Dado: permeabilidade magnética no vácuo = 4π x 10–7 T . m/A)

Se os condutores estão situados no vácuo, a força magnética entre eles, por unidade de comprimento, no Sistema Internacional, tem intensidade de

(A) 2 x 10–5, sendo de repulsão. (B) 2 x 10–5, sendo de atração. (C) 2π x 10–5, sendo de atração. (D) 2π x 10–5, sendo de repulsão. (E) 4π x 10–5, sendo de atração.

30) A figura representa uma porção de um fio condutor percorrido por uma corrente i, porção essa que, no campo gravitacional, fica sujeita à força peso P.

Essa força pode ser equilibrada por uma força magnética originada pela corrente i em presença do campo magnético uniforme representado por (A) (D) (B) (E) (C)

31) Três fios condutores longos e paralelos estão dispostos como na figura a seguir. Uma corrente de 2,0A (ampères) percorre o fio central no sentido definido na figura como “para cima”.

Considerando os dados da figura, escolha a opção que contenha um conjunto coerente de sentido e valores de corrente para que o fio central fique em equilíbrio.

(A) esquerdo com 8,0A para baixo e direito com 4,0A para baixo. (B) esquerdo com 8,0A para cima e direito com 4,0A para cima. (C) esquerdo com 8,0A para cima e direito com 4,0A para baixo. (D) esquerdo com 4,0 A para baixo e direito com 8,0 A para cima. (E) esquerdo com 4,0 A para baixo e direito com 8,0 A para baixo.

32) Uma partícula, de carga elétrica q e massa m, realiza um movimento circular uniforme sob a ação de um campo de indução magnético uniforme. Calcular o período do movimento. (A) T = 2π √qB/m (B) T = 2π √mB/q (C) T = 2π √q/mB (D) T = 2π √m/qB (E) T = 2π m/qB

33) Um segmento retilíneo de fio conduz uma corrente elétrica “i”, em uma região onde existe um campo magnético uniforme B vetorial. Devido a este campo magnético, o fio fica sob o efeito de uma força de módulo F, cuja direção é perpendicular ao fio e à direção B. O efeito ao qual se refere o enunciado constitui o princípio de funcionamento de

(A) motores elétricos. (B) aquecedores elétricos. (C) capacitores. (D) reostatos. (E) eletroscópios. 34) Em alguns equipamentos eletroeletrônicos, é costume torcer, juntos, os fios que transportam correntes elétricas, para se evitarem efeitos magnéticos em pontos distantes do equipamento, onde há outros dispositivos. Por exemplo, a tela fluorescente de um televisor, na qual incidem elétrons, não deve sofrer influência magnética das correntes que fluem em outras partes do aparelho, senão ocorreriam distorções ou interferências na imagem. Esses efeitos magnéticos indesejáveis serão evitados com maior eficácia se os fios a serem torcidos forem percorridos por correntes de (A) mesmo valor e mesmo sentido. (B) mesmo valor e sentidos contrários. (C) valores diferentes e sentidos contrários. (D) valores diferentes e mesmo sentido. 35) Na figura são representadas três trajetórias para uma partícula de massa m, velocidade v e carga + q, ao penetrar numa região na qual existe um campo magnético B, perpendicular ao plano da folha e apontando para cima.

Qual das alternativas é CORRETA? (A) A partícula segue a trajetória I e sai da região a uma distância x = mv/qB. (B) A partícula segue a trajetória II sem desviar. (C) A partícula segue a trajetória III e sai da região a uma distância x = 2mv/qB. (D) A partícula segue a trajetória III e sai da região a uma distância x = mv/qB. (E) A partícula segue a trajetória I e sai da região a uma distância x = 2 mv/qB.

36) Uma carga lançada perpendicularmente a um campo magnético uniforme realiza um movimento circular uniforme (MCU) em função de a força magnética atuar como força centrípeta. Nesse contexto, é CORRETO afirmar que, se a velocidade de lançamento da carga dobrar, o (A) período do MCU dobrará. (B) raio da trajetória dobrará de valor. (C) período do MCU cairá para a metade. (D) raio da trajetória será reduzido à metade. 37) Um corpúsculo eletrizado com carga +q, que é lançado perpendicularmente às linhas de indução de um campo magnético uniforme, tem movimento circular uniforme de período T. Se lançarmos o mesmo corpúsculo nesse campo, na mesma condição, tendo sido eletrizado com carga duas vezes maior e velocidade igual à metade da anterior, o período do MCU descrito será (A)T/2 (B)3T/2 (C)T (D)2T (E)4T

38) Dois longos fios condutores retilíneos e paralelos, percorridos por correntes de mesma intensidade, atraem-se magneticamente com força F. Duplicando a intensidade da corrente em cada um deles e a distância de separação dos condutores, a intensidade da força magnética que atua entre eles ficará

(A) 4F. (B) 3F. (C) 2F. (D) F/2. (E) F/4. 39) Numa região, o campo magnético B é uniforme e ortogonal ao campo elétrico E, também uniforme. Nessa região, um feixe de elétrons com velocidade v, ortogonal a B e a E, fica sujeito à forças magnéticas Fm e elétrica Fe. Considerando todas as grandezas no sistema internacional de unidades, Fm e Fe serão iguais em módulo se a razão |E|/|B| for igual a (A) 1. (B) √2. (C) 1/v. (D) v (E) v².

40) Ao penetrar numa região com campo magnético uniforme B, perpendicular ao plano do papel, uma partícula de massa m e carga elétrica q descreve uma trajetória circular de raio R, conforme indica a figura.

(A) Qual o trabalho realiza do pela força magnética que age sobre a partícula do trecho AC da trajetória circular? (B) Calcule a velocidade v da partícula em função de B, R, m e q. 41) Um fio condutor rígido de 200g e 20cm de comprimento é ligado ao restante do circuito através de contatos deslizantes sem atrito, como mostra a figura adiante. O plano da figura é vertical. Inicialmente a chave está aberta. O fio condutor é preso a um dinamômetro e se encontra em uma região com campo magnético de 1,0 T, entrando perpendicularmente no plano da figura.

(A) Calcule a força medida pelo dinamômetro com a chave aberta, estando o fio em equilíbrio. (B) Determine a direção e a intensidade da corrente elétrica no circuito após o fechamento da chave, sabendo-se que o dinamômetro passa a indicar leitura zero. (C) Calcule a tensão da bateria, sabendo-se que a resistência total do circuito é de 6,0Ω. 42) A figura abaixo representa um fio metálico longo e retilíneo, conduzindo corrente elétrica i, perpendicularmente e para fora do plano da figura. Um próton move-se com velocidade v, no plano da figura, conforme indicado.

Represente a força magnética que age sobre o próton.

43) Os polos norte e sul de dois ímãs distintos estão representados conforme a figura. Existe um campo magnético estabelecido por esses polos na direção do eixo y e um eixo z perpendicular aos eixos x e y. Observe.

Se for lançado um elétron na região entre os ímãs, este estará sujeito a uma força magnética nula somente quando (A) for lançado na direção do eixo x. (B) for lançado na direção do eixo y. (C) for lançado na direção do eixo z. (D) for lançado por qualquer direção. 44) Uma partícula eletricamente carregada, inicialmente em movimento retilíneo uniforme, adentra uma região de campo magnético uniforme B, perpendicular à trajetória da partícula, assim como a região de campo magnético da trajetória da partícula, delimitada pela área sombreada.

Se nenhum outro campo estiver presente, é CORRETO afirmar que, durante a passagem da partícula pela região de campo uniforme, sua aceleração é (A) tangente à trajetória, há realização de trabalho e a sua energia cinética aumenta. (B) tangente à trajetória, há realização de trabalho e a sua energia cinética diminui. (C) normal à trajetória, não há realização de trabalho e a sua energia cinética permanece constante. (D) normal à trajetória, há realização de trabalho e a sua energia cinética aumenta. (E) normal à trajetória, não há realização de trabalho e a sua energia cinética diminui.

dinamômetro

45) Um íon positivo de massa 2,0.10-26 kg e carga 2,0.10-20 C é lançado pelo orifício A do anteparo, com velocidade 5,0.103 m/s, perpendicularmente ao campo magnético uniforme de intensidade B = 1,0 T (como ilustra a figura). Assinale o que for correto. (01) A força F = 1,0.10-16 N, que age sobre o íon, é perpendicular à velocidade v. (02) O íon descreve uma trajetória circular e atinge o ponto B situado a 10,0 mm de A. (04) O íon descreve uma trajetória parabólica e perde velocidade ao atravessar o campo magnético. (08) O íon descreve uma trajetória linear ao atravessar o campo magnético, mantendo o módulo da velocidade. (16) O íon descreve uma trajetória parabólica, mantendo o módulo da velocidade. 46) Uma partícula de massa m = 20 mg e carga q = +400 µC, em movimento circular uniforme, na presença de um campo magnético uniforme b = 10 T, tem velocidade escalar v = 5,0 m/s. Considere que o movimento ocorre no vácuo e que a ação da força peso é desprezível em relação à força magnética que atua na partícula. Calcule o raio da trajetória circular, em centímetros. 47) Um segmento condutor reto e horizontal, tendo comprimento L = 20 cm e massa m = 48 g, percorrido por corrente 0,5 A, apresenta-se em equilíbrio sob as ações exclusivas da gravidade g e de um campo magnético B horizontal, representado na figura. Adote g = 10 m/s² e determine a intensidade do campo magnético e o sentido da corrente elétrica.

48) O funcionamento de alguns instrumentos de medidas elétricas, como, por exemplo, o galvanômetro, baseia-se no efeito mecânico que os campos magnéticos provocam em espiras que conduzem correntes elétricas, produzindo o movimento de um ponteiro que se desloca sobre uma escala. O modelo mostra, de maneira simples, como campos e correntes provocam efeitos mecânicos. Ele é constituído por um fio condutor, de comprimento igual a 50 cm, suspenso por uma mola de constante elástica igual a 80 N/m e imerso em um campo magnético uniforme, de intensidade B igual a 0,25 T, com direção perpendicular ao plano desta folha e sentido de baixo para cima, saindo do plano da folha. Calcule a corrente elétrica i que deverá percorrer o condutor, da esquerda para a direita, para que a mola seja alongada em 2,0 cm, a partir da posição de equilíbrio estabelecida com corrente nula.

49) Dois fios paralelos, de comprimentos indefinidos, são portadores de corrente, no mesmo sentido, conforme figura.

A força de interação entre os fios é de (A) atração, proporcional à distância entre os fios. (B) atração, inversamente proporcional à distância entre os fios. (C) repulsão, proporcional à distância entre os fios. (D) repulsão, inversamente proporcional à distância entre os fios. (E) atração, inversamente proporcional ao quadrado de distância entre os fios.

50) Em cada uma das regiões I, II, III da figura anterior existe ou um campo elétrico constante

na direção x, ou um campo elétrico constante na direção y, ou um campo magnético constante na direção z (perpendicular ao plano do papel). Quando uma carga positiva q é abandonada no ponto P da região I, ela é acelerada uniformemente, mantendo uma trajetória retilínea, até atingir a região II. Ao penetrar na região II, a carga passa a descrever uma trajetória circular de raio R e o módulo da sua velocidade permanece constante. Finalmente, ao penetrar na região III, percorre uma trajetória parabólica até sair dessa região.

A tabela indica algumas configurações possíveis dos campos nas três regiões.

A única configuração dos campos, compatível com a trajetória da carga, é aquela descrita em (A) A (B) B (C) C (D) D (E) E 51) Em um motor elétrico, fios que conduzem uma corrente de 5 A são perpendiculares a um campo de indução magnética de intensidade 1 T. Qual a força exercida sobre cada centímetro de fio?

52) No estudo da Física de altas energias, duas partículas são bem conhecidas: a partícula alfa (α), de carga elétrica +2e e massa 4 u.ma., e o elétron (β), de carga elétrica –e e massa 5.10-4 u.m.a. Num equipamento de laboratório, temos, entre as placas de um condensador plano, a existência simultânea de um campo elétrico e de um campo de indução magnética, ambos uniformes e perpendiculares entre si, conforme mostra a figura.

Sabe-se que uma partícula alfa descreve a trajetória pontilhada, com velocidade v, quando a intensidade do campo elétrico é E e a do campo magnético é B. As ações gravitacionais são desprezadas. Para que um elétron descreva a mesma trajetória, separadamente da partícula alfa, com a mesma velocidade v, deveremos (A) inverter o sentido do campo elétrico e conservar as intensidades E e B. (B) inverter os sentidos do campo magnético e conservar as intensidades E e B. (C) conservar os sentidos dos campos e mudar suas intensidades para 2E e 4B. (D) conservar os sentidos dos campos e mudar suas intensidades para 4E e 2B. (E) conservar os sentidos dos campos, bem como suas respectivas intensidades. 53) Um fio MN, de 40 cm de comprimento e massa igual a 30 g, está suspenso horizontalmente por uma mola ideal de constante elástica 10 N/m. O conjunto encontra-se em uma região de campo magnético uniforme B = 0,1 Wb/m², como mostra a figura.

Quando a corrente no fio for 10 A, dirigida de N para M, atuará sobre o fio uma força magnética verticalmente para baixo. Determine a elongação total, devido à força magnética e à força gravitacional, sofrida pela mola, em cm.

54) A figura representa, esquematicamente, um motor elétrico elementar, ligado a uma bateria B, através de um reostato (resistor variável).

(A) Represente, na figura, o vetor campo magnético. (B) Qual o sentido de rotação do motor? (C) Qual deve ser o procedimento para aumentar o binário produzido pelo motor? Justifique. 55) Entre os polos magnéticos representados na figura, temos um campo magnético uniforme, com B = 5.10-2 T. Calcule a força magnética que atua em cada lado da espira condutora quadrada, percorrida por uma corrente de 5 A, quando disposta com seu plano paralelo às linhas de indução, como mostra a figura.

RESPOSTAS 1) B 2) A 3) D 4) A

5) 6) A 7) E 8) D

9) A 10) C 11) A 12) (A) S e T tem carga de sinal contrário à R. (B) mT = 2 mR (C) 8,8.10-2 T 13) C 14) A 15) C 16) C

17) (A) negativa , ou positiva (B) Fm = Fcp, alterando apenas a direção e sentido de v e não seu valor. 18) 19 19) D 20) E 21) A 22) D 23) A 24) B 25) D 26) E 27) B 28) E 29) A 30) C 31) E 32) E 33) E 34) A 35) B 36) E 37) B 38) A 39) C 40) D 41) (A) nulo (B) v = qBr/m 42) (A) 2 N (B) →→→→ e 10 A (C) 60 V 43) B 44) C 45) 2 46) 2,5 cm 47) 4,8 T , →→→→ 48) 12,8 A 49) B 50) E 51) 0,05 N/cm 52) E 53) 7 cm 54) (A) → (Β) → (Β) → (Β) → (Β) anti-horário, em relação ao leitor (C) diminuir a resistência do reostato de modo que aumente a intensidade da corrente elétrica 55) FAB = FDC = 0, FAD = FBC = 5.10-2 N