Considere um fio condutor cilíndrico longo e reto, de raio a e comprimento L, feito de um material com condutividade elétrica finita σ. Uma corrente elétrica constante I flui uniformemente através da seção transversal do fio. Analisando o sistema sob a ótica das Equações de Maxwell e do Vetor de Poynting  na superfície curva do fio, qual é a direção e o significado físico do fluxo de energia eletromagnética?

Para um valor de tensão de 127 V e uma lâmpada de 200 W, calcule o valor da corrente elétrica e em seguida assinale a alternativa com a resposta correta. 

Um circuito elétrico RC simples consiste em uma chave S, uma bateria ideal de 12,0 V, um resistor de 20,0 MΩ e um capacitor cheio de ar C. O capacitor tem placas paralelas circulares de raio 5,00 cm, separadas por 4,00 mm. No tempo t = 0, o interruptor S é fechado para permitir a carga do capacitor. O campo elétrico entre as placas é uniforme. Em t = 348 μs, qual é a magnitude do campo magnético dentro do capacitor, a uma distância radial de 2,00 cm?

Dado: 1/e = 0,37.

Em uma usina nuclear, a estabilidade da frequência elétrica, originada nos geradores acoplados às turbinas movidas pelo vapor do reator, é monitorada constantemente. Flutuações muito pequenas na frequência podem indicar: variação súbita de carga na rede, desbalanceamento no controle das barras de controle, oscilações mecânicas perigosas no eixo da turbina, e ainda alterações inesperadas na potência térmica do reator. Em sistemas de instrumentação de precisão, a medição da frequência está limitada pelo Princípio da Incerteza em medições periódicas. Um novo sistema digital de monitoramento da usina precisa medir a frequência da rede com uma precisão de 0,002 Hz.
Se o valor de operação necessita estar precisamente em uma frequência de 60,000 Hz, determine por quanto tempo a frequência deve ser medida para atingir essa precisão.

Considere o modelo da gota líquida para a fissão nuclear, em que um núcleo esférico de carga Q e raio R se divide em dois fragmentos esféricos idênticos, cada um com carga Q/2 e raio r, que se afastam para o infinito. A variação da energia potencial eletrostática ΔU liberada nesse processo, considerando apenas a repulsão coulombiana e sabendo que a energia inicial é U_i = , corresponde a uma fração da energia inicial igual a:

No experimento de Rutherford, partículas alfa de carga 2e e energia cinética inicial T colidem frontalmente com um núcleo de ouro de carga Ze, em repouso e muito mais pesado que a partícula alfa. A distância de mínima aproximação d, que define o limite superior para o raio do núcleo nesse modelo clássico, é dada pela expressão:

O campo elétrico no eixo de um disco uniformemente carregado com densidade superficial σ, em um ponto muito próximo ao centro do disco, sendo z R, onde R é o raio, aproxima-se do campo de um plano infinito, cujo valor é:

Em uma sala de informática de uma universidade municipal, dois equipamentos idênticos operam em paralelo, cada um a 127 V e 2 A em regime estável. Considerando a relação entre as grandezas elétricas fundamentais, a potência elétrica total consumida pelos dois equipamentos é de:

No circuito ilustrado na figura a seguir, existem dois fusíveis (F₁ e F₂), que suportam uma corrente máxima de 1 A cada um.


                                                                   

Nessa situação, ao se fechar a chave s, 

    Uma fina barra cilíndrica infinita está uniformemente carregada e produz um campo elétrico de intensidade igual a 5×10⁴ N/C a uma distância de 2 m.
Com base nessas informações e sabendo que₀ = 8,9×10⁻¹² C²·N⁻¹·m⁻² e π = 3, assinale a opção em que é corretamente apresentada a densidade linear de carga dessa barra.

Uma esfera condutora de diâmetro igual a 1,0 m está uniformemente carregada e possui uma densidade superficial de carga igual a 44,5 /m². 
Nesse caso, considerando-se₀ = 8,9×10⁻¹² C²·N^−1·m⁻² e π = 3, é correto afirmar que o fluxo elétrico total que sai da superfície da esfera é igual a 

Em uma impressora de jato de tinta que funciona conforme a descrição do texto 6A2-II, uma gotícula de tinta de massa m = 6,0×10⁻¹⁰ kg e carga elétrica q = 1,6×10⁻¹² C é lançada horizontalmente com velocidade de 20 m/s entre as placas, que têm um comprimento de 2,0 cm. O campo elétrico produzido na região interna às placas é uniforme e de intensidade 1,6×10⁶ N/C.
Nessa situação, a deflexão vertical sofrida pela gotícula ao atravessar a região de campo elétrico entre as placas será de aproximadamente  

    Em uma impressora de jato de tinta cujo funcionamento ocorre conforme a descrição do texto 6A2-II, uma gotícula de massa m, carregada negativamente com carga q, é lançada horizontalmente com velocidade  entre as placas defletoras, espaço no qual existe um campo elétrico uniforme vertical dirigido para baixo, conforme mostra a figura a seguir.

                                                                        

Considerando essa situação hipotética e que a massa da gotícula seja desprezível no que concerne a efeitos gravitacionais, assinale a opção que corretamente representa a trajetória da gotícula na região de campo elétrico. 

Um capacitor de placas paralelas tem capacitância C₀ no vácuo. Um dielétrico de constante k = 4 é inserido, preenchendo apenas metade da distância entre as placas. Qual a nova capacitância?

Um pesquisador em um laboratório de instrumentação científica está analisando a distribuição de campo elétrico produzida por um bastão cilíndrico isolante longo, utilizado em experimentos de eletrostática. O material do bastão possui densidade volumétrica de carga uniforme p₀ e raio a. Para simplificar a análise teórica do sistema, o bastão pode ser considerado muito mais longo que seu raio, de modo que seus efeitos de borda possam ser desprezados, permitindo-se tratá-lo como um cilindro praticamente infinito. Deseja-se determinar a expressão do campo elétrico em função da distância r ao eixo do cilindro, tanto no interior do material (r < a ) quanto na região externa (r > a ). Adotando ε₀ como a permissividade elétrica do vácuo e desprezando efeitos de borda, assinale a alternativa que apresenta corretamente as expressões do módulo do campo elétrico dentro e fora do cilindro, respectivamente.

Em testes de materiais isolantes utilizados em capacitores de alta tensão, uma pequena esfera maciça de material dielétrico (com constante dielétrica irrelevante para a distribuição de carga) é carregada com carga elétrica total Q, distribuída uniformemente em seu volume. A esfera possui raio R e encontra-se isolada no vácuo.
Para analisar o armazenamento de energia e o estresse elétrico no material, deseja-se caracterizar, no equilíbrio eletrostático, o potencial elétrico no interior, no exterior e na superfície da esfera, adotando-se o potencial nulo no infinito. Com base na Eletrostática clássica, é correto afirmar que fora da esfera, o potencial elétrico varia inversamente com a/o

Em 1831, Michael Faraday descobriu que um campo magnético variável pode induzir corrente elétrica em um circuito, fenômeno conhecido como indução eletromagnética. Considere a seguinte situação experimental: um anel condutor fechado é posicionado com seu plano perpendicular a um campo magnético uniforme B. O campo magnético é então desligado completamente em um intervalo de tempo Δt.

Um professor de Física, ao analisar este fenômeno com seus alunos, deve compreender que:

I. durante o desligamento do campo, surge uma corrente induzida no anel cuja direção é determinada pela Lei de Lenz, de modo que o campo magnético gerado por esta corrente se opõe à diminuição do fluxo magnético original;

II. se o anel for cortado em um ponto (tornando-se não fechado), mas mantendo as extremidades muito próximas sem se tocarem, não haverá corrente induzida, mas ainda haverá uma diferença de potencial (f.e.m.) induzida entre as extremidades;

III. a energia dissipada no anel durante o processo de desligamento do campo independe do tempo Δt que o campo leva para ser desligado, dependendo apenas da variação total do fluxo magnético e da resistência do anel;

IV. se dois anéis idênticos forem colocados na mesma região, um feito de cobre (boa condutividade) e outro de aço (menor condutividade), ambos dissiparão a mesma quantidade de energia durante o desligamento do campo.

Está correto o que se afirma em: 

    Uma esfera não condutora com massa de 1 kg e carregada com uma carga q de 2 C, distribuída uniformemente, é colocada entre duas placas condutoras paralelas e dispostas verticalmente, em uma região próxima à superfície terrestre. Uma fonte de tensão constante, ligada às placas condutoras, implica a geração de um campo elétrico uniforme na região entre as placas, conforme a figura a seguir.



Considerando que a distância entre as placas seja de d = 2 m e que o módulo da aceleração gravitacional na superfície da Terra seja  = 9,8 m/s², assinale a opção que apresenta corretamente o valor da diferença de potencial entre as placas necessária para manter a esfera em repouso.

    Uma esfera não condutora com raio igual a 1 m tem uma carga de 10 C distribuída uniformemente sobre todo seu volume. É feito, então, um buraco esférico, centrado no centro desta esfera, de modo que se retira metade da sua carga. Esta esfera com um buraco é colocada na presença de outra esfera não condutora, preenchida uniformemente com uma carga de 5 C e com raio igual a 80 cm, de tal forma que suas superfícies ficam a 20 cm de distância, conforme ilustrado na figura a seguir.



Considerando as informações apresentadas e que as esferas estejam no vácuo, o qual tem permissividade elétrica igual ε₀ a e constante de força elétrica , assinale a opção que apresenta corretamente a intensidade do campo elétrico resultante, em N/m², no ponto médio entre os centros das esferas.

Em um experimento de calibração de sensores de precisão em um laboratório de instrumentação, um pesquisador posiciona duas partículas carregadas, Q₁ e Q₂ , fixas em um plano horizontal isolante, conforme um sistema de coordenadas cartesianas. A partícula Q₁ , com carga elétrica de +5,00 , é fixada no ponto (3,00; 0) metros, enquanto a partícula Q2 , com carga elétrica de -12,0, é fixada no ponto (-3,00; 0) metros.

Considerando-se um ponto P localizado na posição (0;3,00) metros, o módulo do vetor campo elétrico resultante, gerado pelas duas cargas no ponto P, é, em kV/m,