magnetismo e eletromagnetismo - lieflief.if.ufrgs.br/~walescko/magq1.pdf · magnetismo e...

9
Magnetismo e Eletromagnetismo Professor Walescko 18 de outubro de 2005 Sum´ ario 1 Exerc´ ıcios 1. Quando um ´ ım˜ a em forma de barra ´ e par- tido ao meio, observa-se que (a) separamos o p´olo norte do p´olo sul. (b) obtemos ´ ım˜ as unipolares. (c) damos origem a dois novos ´ ım˜ as. (d) os corpos m˜ao mais possuem a pro- priedade magn´ etica. (e) um peda¸co fica imantando e o outro, ao. 2. O ferro ´ e substˆancia ferromagn´ etica, o ouro ´ e substˆancia diamagn´ etica e a platina ´ e substˆanciaparamgn´ etica. Umamet´alica AB colocada entre os p´olos de um ´ ım˜ a tem seus ´ ım˜ as elementares facilmente ori- entados no sentido do campo magn´ etico do ´ ım˜ a. (a) somente se ela for de ouro (b) somente se ela for de platina. (c) somente se ela for de ferro. (d) se ela for de ouro ou de platina. (e) se ela for de ouro ou de ferro. 3. O campo magn´ etico gerado por um ´ ım˜ a permanente, em forma de barra cil´ ındr´ ıca, (a) ´ e uniforme em torno do ´ ım˜ a. (b) ´ e perpendicular `a superf´ ıcie lateral do ´ ım˜ a. (c) ´ e nulo no interior do ´ ım˜ a. (d)n˜ao exerce for¸ca sobre corrente el´ etricas em fios colocados nas suas proximidades. (e) exerce uma for¸ca sobre uma part´ ıcula eletricamente carregada que se des- loca numa dire¸c˜ ao n˜ao paralela ao campo magn´ etico. 4. Pendura-se um alfinete pela ponta numa tesoura imantada. Em seguida um outro alfinete em contato somente com o ante- rior. Pode-se dizer que (a) o segundo alfinete ´ e atra´ ıdo pela te- soura. (b) s´o o primeiro alfinete foi induzido a funcionar como ´ ım˜ a. (c) o segundo alfinete ´ e suspenso so- mente devido ao seu pouco peso. (d) os dois alfinetes funcionam como ´ ım˜ as. (e) nada dito acima pode explicar o fato. 5. No equador geogr´afico da Terra, o campo magn´ etico terrestre tem sentido do 1

Upload: hadan

Post on 10-Feb-2019

218 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Magnetismo e Eletromagnetismo - LIEFlief.if.ufrgs.br/~walescko/magQ1.pdf · Magnetismo e Eletromagnetismo Professor Walescko 18 de outubro de 2005 Sum´ario 1 Exerc´ıcios 1. Quando

Magnetismo e Eletromagnetismo

Professor Walescko

18 de outubro de 2005

Sumario

1 Exercıcios

1. Quando um ıma em forma de barra e par-tido ao meio, observa-se que

(a) separamos o polo norte do polo sul.

(b) obtemos ımas unipolares.

(c) damos origem a dois novos ımas.

(d) os corpos mao mais possuem a pro-priedade magnetica.

(e) um pedaco fica imantando e o outro,nao.

2. O ferro e substancia ferromagnetica, oouro e substancia diamagnetica e a platinae substancia paramgnetica. Uma metalicaAB colocada entre os polos de um ımatem seus ımas elementares facilmente ori-entados no sentido do campo magneticodo ıma.

(a) somente se ela for de ouro

(b) somente se ela for de platina.

(c) somente se ela for de ferro.

(d) se ela for de ouro ou de platina.

(e) se ela for de ouro ou de ferro.

3. O campo magnetico gerado por um ımapermanente, em forma de barra cilındrıca,

(a) e uniforme em torno do ıma.(b) e perpendicular a superfıcie lateral

do ıma.(c) e nulo no interior do ıma.(d) nao exerce forca sobre corrente

eletricas em fios colocados nas suasproximidades.

(e) exerce uma forca sobre uma partıculaeletricamente carregada que se des-loca numa direcao nao paralela aocampo magnetico.

4. Pendura-se um alfinete pela ponta numatesoura imantada. Em seguida um outroalfinete em contato somente com o ante-rior. Pode-se dizer que

(a) o segundo alfinete e atraıdo pela te-soura.

(b) so o primeiro alfinete foi induzido afuncionar como ıma.

(c) o segundo alfinete e suspenso so-mente devido ao seu pouco peso.

(d) os dois alfinetes funcionam comoımas.

(e) nada dito acima pode explicar o fato.

5. No equador geografico da Terra, o campomagnetico terrestre tem sentido do

1

Page 2: Magnetismo e Eletromagnetismo - LIEFlief.if.ufrgs.br/~walescko/magQ1.pdf · Magnetismo e Eletromagnetismo Professor Walescko 18 de outubro de 2005 Sum´ario 1 Exerc´ıcios 1. Quando

(a) centro da Terra para o espaco exte-rior.

(b) norte para o sul geografico.

(c) sul para o norte geografico.

(d) oeste para o leste.

(e) leste para o oeste.

6. Uma pessoa, por descuido, deixa cair umıma em forma de barra, que se quebra emdois pedacos.

Cada um desses pedacos e constituıdo por........... denominado(s) ............ .

As lacunas sao corretamente preenchidasrespectivamente, por:

(a) um polo magnetico - polo sul e polonorte.

(b) um polo magnetico - polo norte oupolo sul

(c) dois polos magneticos - polo norte epolo sul.

(d) dois polos magneticos - polo sul.

(e) dois polos magneticos - polo norte.

7. Um pedaco de ferro e colocado ao lado deum ıma, de acordo com a figura abaixo.

Com relacao a essa situacao, pode-se afir-mar que

(a) a forca de atracao do ıma sobre oferro e maior que a do ferro sobre oıma.

(b) existe somente forca de atracao doıma sobre o ferro, e nao do ferro sobreo ıma.

(c) as forcas de interacao entre o ıma e oferro sao de mesmo modulo.

(d) o ferro nao fica magnetizado se colo-cado proximo ao polo.

(e) nao havera mais forca de atracao so-bre o ferro, se o ıma for serrado aomeio.

8. Em cada uma das figuras abaixo esta re-presentado um fio conduzindo uma cor-rente eletrica i e algumas linhas de campomagnetico produzido pela corrente. Ossimbolos ⊗ e ¯ significam, respectiva-mente, linhas de campo entrando e saindoda folha, do ponto de vista de quem olhapara a folha:

O campo magnetico esta corretamente re-presentado

(a) somente na figura I.

(b) nas figuras I e II.

(c) somente na figura II.

(d) somente na figura III.

(e) nas figuras II e III.

9. Considerando o eletron, um atomo de hi-drogenio, como sendo uma massa pun-tual girando, no plao da folha, em umaorbita circular, como mostra a figura, ovetor campo magnetico criado no centrodo cırculo por esse eletron e representadopor

2

Page 3: Magnetismo e Eletromagnetismo - LIEFlief.if.ufrgs.br/~walescko/magQ1.pdf · Magnetismo e Eletromagnetismo Professor Walescko 18 de outubro de 2005 Sum´ario 1 Exerc´ıcios 1. Quando

(a) ⊗(b) −→(c) ¯(d) ←−(e) ↑

10. Considere a seguinte figura:

Uma corrente eletrica, passando por umfio condutor, cria, ao seu redor, um campomagnetico. Se o fio for muito comprido,o vetor inducao magnetica num ponto Pproximo ao condutor estara

(a) perpendicular ao plano x-y.

(b) na direcao +x.

(c) na direcao -x.

(d) na direcao +y.

(e) na direcao -y.

11. Para aumentar o efeito magnetico de umabobina que esta ligada a uma bateria, po-demos realizar os seguintes procedimen-tos, exceto

(a) aumentar o numero de espiras da bo-bina.

(b) aumentar a corrente eletrica atravesda bobina.

(c) aumentar a tensao eletrica aplicadana bobina.

(d) colocar um nucleo de ferro dentro dabobina.

(e) colocar um nucleo de qualquer metaldentro da bobina.

12. Analisando o comportamento departıculas que se movimentam per-pendicularmente a direcao de um campomagnetico, verifica-se que a partıcula quenao e acelerada pela forca devido a essecampo e

(a) neutron.

(b) o proton.

(c) o eletron.

(d) a partıcula alfa.

(e) a partıcula beta.

13. Em que situacao descrita nas alternativasesta agindo um forca magnetica sobre apartıcula em questao?

(a) Um proton move-se em um campmagnetico.

(b) Um eletron encontra-se em repousoem um campo magnetico.

(c) Um neutron move-se em um campomagnetico.

(d) Uma partıcula alfa encontra-se emrepouso em um campo magnetico.

(e) Uma partıcula gama move-se em umcampo magnetico.

14. Dentre as afirmacoes apresentadas nas al-ternativas, relacionadas com eletrons, qualesta correta?

3

Page 4: Magnetismo e Eletromagnetismo - LIEFlief.if.ufrgs.br/~walescko/magQ1.pdf · Magnetismo e Eletromagnetismo Professor Walescko 18 de outubro de 2005 Sum´ario 1 Exerc´ıcios 1. Quando

(a) Eletrons em movimento dao origema um campo magnetico.

(b) Um eletron lancado em campomagnetico uniforme mantem sua ve-lociade constante.

(c) os eletrons livres fazem parte donucleo atomico.

(d) Um eletron lancado em campoeletrico uniforme mantem sua velo-cidade constante.

(e) em um atomo os eletrons nao intera-gem com os protons.

Instrucao: o enunciado abaixo refere-seas questoes de numero 15 e 16.

Um segmento retilıneo de fio conduz umacorrente eletrica i, em uma regiao ondeexiste um campo magnetico uniforme ~B.Devido a este campo magnetico, o fio ficasob o efeito de uma forca de modulo F ,cuja direcao e perpendicular ao fio e adirecao ~B.

15. Se duplicarmos as intensidades do campomagnetico e da corrente eletrica, man-tendo inalterados todos os demais fatores,a forca exercida sobre o fio passara a termodulo

(a) 8F.

(b) 4F.

(c) F.

(d) F/4.

(e) F/8.

16. O efeito ao qual se refere o enunciado cons-titui o princıpio de funcionamento de

(a) motores eletricos.

(b) aquecedores eletricos.

(c) capacitores.

(d) reostatos.

(e) eletroscopios.

17. Um transformador eletrico tem 200 e 400voltas de fio primario e no secundario,respctivemente, e rendimento de 100%.Aplicando-se uma tensao alternada de 120volts ao primario, obtem-se uma tensao al-ternada de saıda cujo o valor, em volts, eigual a

(a) 480.

(b) 240.

(c) 120.

(d) 60.

(e) 30.

18. Qual a alternativa que melhor exemplificaum dispositivo em que ocorre inducao ele-tromagnetica?

(a) transformador.

(b) capacitor.

(c) resistor.

(d) pilha eletrica.

(e) ıma permanente.

19. Os seguintes fenomenos fazem parte do es-tudo do eletromagnetismo:

I. Um fio condutor percorrido poruma corrente eletrica e posicionadoperpendicularmente a uma campomagnetico sofre a acao de uma forca.

II. Numa espira metalica atraves daqual ha uma variacao de fluxomagnetico e induzida uma forca ele-tromotriz.

Sao aplicacoes desses fenomenos, respecti-vamente,

4

Page 5: Magnetismo e Eletromagnetismo - LIEFlief.if.ufrgs.br/~walescko/magQ1.pdf · Magnetismo e Eletromagnetismo Professor Walescko 18 de outubro de 2005 Sum´ario 1 Exerc´ıcios 1. Quando

(a) o gerador de tensao alternada e o mo-tor eletrico.

(b) o eletroıma e o motor eletrico.

(c) o gerador eletrico e o eletroıma.

(d) o motor eletrico e o gerador de tensaoalternada.

2 Vestibulares UFRGS

20. (UFRGS - 2002) A historica experienciade Oersted, que unificou a eletricidade e omagnetismo, pode ser realizada por qual-quer pessoa, bastanto para tal que eladis-ponha de uma pilha comum de lanterna,de um fio eletrico e de

(a) um reostato.

(b) um eletroscopio.

(c) um capacitor.

(d) uma lampada.

(e) uma bussola.

21. (UFRGS - 2002) A figura abaixo repre-senta um fio retilıneo que e percorrido poruma corrente eletrica no sentido indicadopela seta, cuja intensidade i aumenta amedida que o tempo decorre. Nas proxi-midades desse fio, encontram-se duas espi-ras condutoras, e1 e e2 simetricamente dis-postas em relacao a ele, todos no mesmoplano da pagina.

Nessas condicoes, pode-se afirmar que ascorrentes eletricas induzidas nas epiras e1

e e2 sao respectivamente,

(a) nula e nula.

(b) de sentido anti-horario e de sentidohorario.

(c) de sentido horario e de sentidohorario.

(d) de sentido anti-horario e de sentidoanti-horario.

(e) de sentido horario e de sentido anti-horario.

22. (UFRGS - 2003) Um fio condutor enroladoem forma de solenoide encontra-se em re-pouso no interior de um campo magneticouniforme cuja a intensidade (B) varia, emfuncao do tempo (t), do modo indicado nografico abaixo. O campo magnetico per-pendicular as espiras do solenoide.

Nessas condicoes, indique qual dos seguin-tes graficos melhor representa a correnteeletrica (i), induzida no solenoide, comofuncao do tempo (t).

(a)

(b)

5

Page 6: Magnetismo e Eletromagnetismo - LIEFlief.if.ufrgs.br/~walescko/magQ1.pdf · Magnetismo e Eletromagnetismo Professor Walescko 18 de outubro de 2005 Sum´ario 1 Exerc´ıcios 1. Quando

(c)

(d)

(e)

Instrucao: As questoes 23 e 24 referem-se ao enunciado e a figura abaixo.

Dois longos fios retilıneos e paralelos, Ae C, que atravessam perpendicularmenteo plano da pagina, sao percorridos porcorrentes eletricas de mesma intensidadee de sentidos contrarios, conforme re-presenta, em corte transversal, a figura

abaixo. Como e convencional, o ponto nofio A indica que a corrente desse fio estasaindo da pagin, e o “X” indica que a cor-rente do fio C esta entrando na pagina.

23. (UFRGS - 2003) No ponto P da figura, ovetor campo magnetico

(a) e nulo.

(b) aponta para o alto da pagina.

(c) aponta para o pe da pagina.

(d) aponta para a esquerda.

(e) aponta para a direita.

24. (UFRGS - 2003) A forca magnetica, pormetro, exercida pelo fio A sobre o fio C

(a) e nulo.

(b) aponta para o alto da pagina.

(c) aponta para o pe da pagina.

(d) aponta para a esquerda.

(e) aponta para a direita.

25. (UFRGS - 2004) Selecione a alternativaque preenche corretamente as lacunas dotexto abaixo, na ordem em que elas apa-recem.

6

Page 7: Magnetismo e Eletromagnetismo - LIEFlief.if.ufrgs.br/~walescko/magQ1.pdf · Magnetismo e Eletromagnetismo Professor Walescko 18 de outubro de 2005 Sum´ario 1 Exerc´ıcios 1. Quando

A figura abaixo representa dois fiosmetalicos paralelos, A e B, proximos umdo outro, que sao percorrido por correnteseletricas de mesmo sentido e de intensi-dade iguais a I e 2I, respectivamente. Aforca que o fio A exerce sobre o fio B e......, e sua intensidade e ..... intensidadeda forca excercida pelo fio B sobre o fio A.

(a) repulsiva - duas vezes maior do que a(b) repulsiva - igual a(c) atrativa - duas vezes menor do que a(d) atrativa - duas vezes maior do que a(e) atrativa - igual a

26. (UFRGS - 2004) Um ıma em formato depastilha, esta apoiado sobre horizontal deuma mesa, Uma espira circular, feita deum determinado material solido, e man-tida em repouso, horizontalmente, a umacerta altura acima de um dos polos doıma, como indica a figura abaixo, ondeestao representadas as linhas do campomagnetico do ıma. Ao ser solta, a espiracai devido a acao da gravidade, em mo-vimento de translacao, indo ocupar, numinstante posterior, a posicao representadapelo cırculo tracejado.

Examine as afirmacoes abaixo, relativas aforca magnetica F exercida pelo ıma sobrea esprira durante sua queda.

I. Se a espira for de cobre, a forca Fsera orientada de baixo para cima.

II. Se a espira for de alumınio, a forca Fsera orientada de cima para baixo.

III. Se a espira for de plastico, a forca Fsera orientada de cima para baixo.

Quais estao corretas?

(a) Apenas I.

(b) Apenas II.

(c) Apenas III.

(d) Apenas I e III.(e) Apenas II e III.

27. (UFRGS - 2005) A figura abaixo repre-senta uma regiao do especo no interiorde um laboratorio, onde existe um campomagnetico estatico e uniforme. As linhasdo campo apontam perpendicularmentepara o dentro da folha, conforme indicado.

Uma partıcula carregada negativamente elancada a partir do ponto P com veloci-dade inicial v0 em relacao ao laboratorio.

Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso)as afirmacoes abaixo, referentes ao movi-mento subsequente da partıcula, com res-peito ao laboratorio.

( ) Se v0 for perpendicular ao plano dapagina, a partıcula seguira uma linha reta,mantendo sua velocidade inicial.

( ) Se v0 apontar para a direita, apartıcula se desviara para o pe da pagina.

( ) Se v0 apontar para o alto da pagina,a partıcula se desviara para a esquerda.

A sequecia dos parenteses, de cima parabaixo, e(a) V - V - F.(b) F - F - V.(c) F - V - F.(d) V - F - V.(e) V - V - V.

7

Page 8: Magnetismo e Eletromagnetismo - LIEFlief.if.ufrgs.br/~walescko/magQ1.pdf · Magnetismo e Eletromagnetismo Professor Walescko 18 de outubro de 2005 Sum´ario 1 Exerc´ıcios 1. Quando

28. (UFRGS - 2005) Uma espira condutoraretangular, de comprimento 2L, desloca-se para a direita, no plano da pagina,com velocidade v constante. em seumovimento, a espira atravessa completa-mente uma regiao do espaco, de largura L,onde esta confinado um campo magneticoconstante, uniforme e perpendicular aoplano da pagina, conforme indica a figuraabaixo.

Sento t= 0 o instante em que a esperiacomeca a ingeressar na regiao onde existeo campo magnetico, assinale a alternativaque melhor representa o grafico da cor-rente eletrica induzida i na espira durantesua passagem pelo campo magntico, emfuncao do tempo t.

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

8

Page 9: Magnetismo e Eletromagnetismo - LIEFlief.if.ufrgs.br/~walescko/magQ1.pdf · Magnetismo e Eletromagnetismo Professor Walescko 18 de outubro de 2005 Sum´ario 1 Exerc´ıcios 1. Quando

3 Gabarito

01-C 02-C 03-E 04-D 05-C06-C 07-C 08-A 09-A 10-A11-E 12-A 13-A 14-A 15-B16-A 17-B 18-A 19-E 20-E21-E 22-A 23-D 24-A 25-E26-A 27-A 28-E

9