Física Tiago Souza

3ª Série

Lista - Eletromagnetismo – Força, fluxo e indução

eletromagnética

1. (Uesb 2016.1 – Consultec)

2. (Uesb 2016.1 – Consultec)

3. (Uneb 2013 – Consultec) Com base no processo da produção de energia elétrica nas usinas nucleares, analise as afirmativas e marque com V as verdadeiras e com F, as falsas: ( ) A produção de energia elétrica no gerador das usinas nuclear, termoelétrica e hidrelétrica segue o mesmo princípio de funcionamento.

( ) O sentido do campo magnético produzido por corrente induzida é igual ao sentido do campo magnético externo que produz a variação do fluxo magnético em um rotor do gerador.

( ) O princípio de funcionamento de um transformador de tensão é o da indução eletromagnética.

( ) A força eletromotriz induzida independe da resistência elétrica do fio da bobina de um rotor.

A alternativa que indica a sequência correta, de cima para baixo, é a

01) V V F F 02) V F V V

03) V F F V 04) F V V F

05) F F V V

4. (UNEB – 2014 - Consultec) Tão complexas quanto a química da vida, as condições para o bom crescimento das plantas se resumem em três números que representam as porcentagens de nitrogênio, fósforo e potássio, impressas em destaque em todas as embalagens de fertilizantes. No século XX, esses três nutrientes permitiram que a agricultura aumentasse a produtividade e que a população mundial crescesse seis vezes mais. O nitrogênio vem do ar, mas o fósforo e o potássio veem do solo. As reservas de potássio são suficientes para séculos, mas com o fósforo a situação é diferente.

É provável que os suprimentos disponíveis de imediato comecem a esgotar-se no final do século. Muitos dizem que quando isso acontecer, a população terá alcançado um pico além do que o planeta pode suportar em termos de sustentabilidade.

O fósforo, junto com o nitrogênio e o potássio, é um elemento crucial para os fertilizantes. É extraído de rochas ricas em fósforo, na forma de fosfato. O fósforo não ocorre livre na natureza, aparecendo principalmente na forma de fosforita, Ca3(PO4)2, fluorapatita, Ca5(PO4)3F e hidroxiapatita, Ca5(PO4)3OH.

A natureza obtém fósforo por meio de ciclos de intemperismo, uso biológico, sedimentação e, depois de 10 milhões de anos, elevação geológica. A necessidade exacerbada da agricultura moderna por fertilizantes triplicou a taxa de consumo de fósforo no solo, mas uma combinação de medidas pode suavizar o problema.

A figura representa o esquema simplificado de um espectrômetro de massa que permite determinar massas atômicas com grande precisão. Assim, a massa dos íons fosfato, nitrato, nitrogênio e do cátion potássio, que, juntos, constituem nutrientes essenciais para os fertilizantes, pode ser determinada, detectando a posição de incidência de íons no filme fotográfico F.

Da análise desse experimento, sob a óptica dos conhecimentos de Física, marque com V as afirmativas verdadeiras e com F, as falsas.

( ) Os íons que atravessam a região do seletor de velocidade obedecem à primeira lei de Newton.

( ) Os íons atravessam a fenda do anteparo A com velocidade de módulo igual a E/B.

( ) Os íons positivos descrevem movimento semicircular e atingem o filme fotográfico no ponto situado acima da fenda do anteparo A, visto por um candidato que está respondendo esta questão.

( ) O raio da trajetória semicircular descrito pelos íons varia em proporção direta com a massa atômica desses íons.

A alternativa que indica a sequência correta, de cima para baixo, é a

a) F – V – F – V b) F – V – F – F c) V – F – V – V

d) V – V – F – F e) V – V – V – V

5. (UESB – Consultec 2015.2) Uma partícula carregada com carga q = 3µC move-se com a velocidade de 4.106 m/s em uma direção que forma um ângulo de 60o , em relação à direção de um campo magnético de módulo 120mT. Com base nessas informações, é correto afirmar que a força magnética que essa partícula experimenta, em N, é igual a:

01) 0,72 02) 0,74 03) 0,76

04) 0,88 05) 0,80

6. (Unit – consultec – Medicina 2016) Enquanto giram em torno do núcleo de um átomo, os elétrons criam minúsculos campos magnéticos que dão estabilidade e equilíbrio às moléculas. A medicina descobriu como usar essas propriedades para criar um dos exames mais precisos de diagnóstico por imagem — a ressonância magnética. Com base nos conhecimentos sobre o Eletromagnetismo, analise as afirmativas e marque com V as verdadeiras e com F, as falsas.

( ) Uma partícula eletrizada com a carga elétrica igual a 8,0µC, lançada na região de um campo magnético uniforme de módulo 10,0T, com uma velocidade de módulo igual a 20km/s que forma um ângulo de 30° com a direção do campo magnético, sofre a ação de uma força magnética de intensidade igual a 0,8N.

( ) A força magnética atuante sobre uma carga elétrica pontual em movimento no interior de um campo magnético uniforme é sempre perpendicular à velocidade da partícula e ao campo magnético.

( ) Ao se lançar uma carga elétrica pontual q com velocidade v paralela à direção do campo magnético uniforme B, a força magnética será diferente de zero e com módulo dado por F = q v B.

( ) Uma carga elétrica pontual, submetida a um campo magnético, estará sempre sob a ação de uma força magnética não nula. A alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo, é a

A) V F F V B) V V F F C) V F V F

D) F F V V E) F V V F

.7. (Ita 2015) Considere as seguintes proposições sobre campos magnéticos:

I. Em um ponto P no espaço, a intensidade do campo magnético produzido por uma carga puntiforme q que se

movimenta com velocidade constante ao longo de uma reta

só depende da distância entre P e a reta.

II. Ao se aproximar um ímã de uma porção de limalha de ferro, esta se movimenta porque o campo magnético do ímã realiza trabalho sobre ela.

III. Dois fios paralelos por onde passam correntes uniformes num mesmo sentido se atraem.

Então,

a) apenas I é correta. b) apenas II é correta.

c) apenas III é correta. d) todas são corretas.

e) todas são erradas.

8. (Unicamp 2010) O Efeito Hall consiste no acúmulo de

cargas dos lados de um fio condutor de corrente quando

esse fio está sujeito a um campo magnético perpendicular

à corrente. Pode-se ver na figura (i) uma fita metálica

imersa num campo magnético B , perpendicular ao plano

da fita, saindo do papel. Uma corrente elétrica atravessa a

fita, como resultado do movimento dos elétrons que têm

velocidade v , de baixo para cima até entrar na região de

campo magnético. Na presença do campo magnético, os

elétrons sofrem a ação da força magnética, BF ,

deslocando-se para um dos lados da fita. O acúmulo de

cargas com sinais opostos nos lados da fita dá origem a

um campo elétrico no plano da fita, perpendicular à

corrente. Esse campo produz uma força elétrica EF ,

contrária à força magnética, e os elétrons param de ser

desviados quando os módulos dessas forças se igualam,

conforme ilustra a figura (ii). Considere que o módulo do

campo elétrico nessa situação é E = 1,0×10−4 V/m .

a) A fita tem largura L = 2,0 cm. Qual é a diferença de

potencial medida pelo voltímetro V na situação da figura

(ii)?

b) Os módulos da força magnética e da força elétrica da

figura (ii) são dados pelas expressões FB = qvB e FE = qE ,

respectivamente, q sendo a carga elementar. Qual é a

velocidade dos elétrons? O módulo do campo magnético é

B = 0,2 T.

9. (Enem 2017) Para demonstrar o processo de transformação de energia mecânica em elétrica, um estudante constrói um pequeno gerador utilizando:

- um fio de cobre de diâmetro D enrolado em N espiras

circulares de área A;

- dois ímãs que criam no espaço entre eles um campo

magnético uniforme de intensidade B; e

- um sistema de engrenagens que lhe permite girar as

espiras em torno de um eixo com uma frequência f . Ao fazer o gerador funcionar, o estudante obteve uma

tensão máxima V e uma corrente de curto-circuito i.

Para dobrar o valor da tensão máxima V do gerador

mantendo constante o valor da corrente de curto i, o

estudante deve dobrar o(a) a) número de espiras. b) frequência de giro. c) intensidade do campo magnético. d) área das espiras. e) à diâmetro do fio. 10. (Enem 2016) A magnetohipertermia é um procedimento terapêutico que se baseia na elevação da temperatura das células de uma região específica do corpo que estejam afetadas por um tumor. Nesse tipo de tratamento, nanopartículas magnéticas são fagocitadas pelas células tumorais, e um campo magnético alternado externo é utilizado para promover a agitação das nanopartículas e consequente aquecimento da célula. A elevação de temperatura descrita ocorre porque a) o campo magnético gerado pela oscilação das nanopartículas é absorvido pelo tumor. b) o campo magnético alternado faz as nanopartículas girarem, transferindo calor por atrito. c) as nanopartículas interagem magneticamente com as células do corpo, transferindo calor. d) o campo magnético alternado fornece calor para as nanopartículas que o transfere às células do corpo. e) as nanopartículas são aceleradas em um único sentido em razão da interação com o campo magnético, fazendo-as colidir com as células e transferir calor. 11. (Enem 2014) O funcionamento dos geradores de usinas elétricas baseia-se no fenômeno da indução eletromagnética, descoberto por Michael Faraday no século XIX. Pode-se observar esse fenômeno ao se movimentar um imã e uma espira em sentidos opostos com módulo da velocidade igual a v, induzindo uma corrente

elétrica de intensidade i, como ilustrado na figura.

A fim de se obter uma corrente com o mesmo sentido da apresentada na figura, utilizando os mesmos materiais, outra possibilidade é mover a espira para a a) esquerda e o imã para a direita com polaridade invertida.

b) direita e o imã para a esquerda com polaridade invertida. c) esquerda e o imã para a esquerda com mesma polaridade. d) direita e manter o imã em repouso com polaridade invertida. e) esquerda e manter o imã em repouso com mesma polaridade. 12. (Enem 2013) Desenvolve-se um dispositivo para abrir automaticamente uma porta no qual um botão, quando acionado, faz com que uma corrente elétrica i = 6A percorra uma barra condutora de comprimento L = 5cm, cujo ponto médio está preso a uma mola de constante

elástica 2k 5 10 N / cm.

O sistema mola-condutor está

imerso em um campo magnético uniforme perpendicular ao plano. Quando acionado o botão, a barra sairá da posição do equilíbrio a uma velocidade média de 5m/s e atingirá a catraca em 6 milissegundos, abrindo a porta.

A intensidade do campo magnético, para que o dispositivo funcione corretamente, é de

a) 15 10 T

b) 25 10 T

c) 15 10 T

d) 22 10 T

e) 02 10 T

13. (Enem 2011) O manual de funcionamento de um captador de guitarra elétrica apresenta o seguinte texto: Esse captador comum consiste de uma bobina, fios condutores enrolados em torno de um ímã permanente. O campo magnético do ímã induz o ordenamento dos polos magnéticos na corda da guitarra, que está próxima a ele. Assim, quando a corda é tocada, as oscilações produzem variações, com o mesmo padrão, no fluxo magnético que atravessa a bobina. Isso induz uma corrente elétrica na bobina, que é transmitida até o amplificador e, daí, para o alto-falante. Um guitarrista trocou as cordas originais de sua guitarra, que eram feitas de aço, por outras feitas de náilon. Com o uso dessas cordas, o amplificador ligado ao instrumento não emitia mais som, porque a corda de náilon a) isola a passagem de corrente elétrica da bobina para o alto-falante. b) varia seu comprimento mais intensamente do que ocorre com o aço. c) apresenta uma magnetização desprezível sob a ação do ímã permanente. d) induz correntes elétricas na bobina mais intensas que a capacidade do captador. e) oscila com uma frequência menor do que a que pode ser percebida pelo captador.