Considere a espira condutora ilustrada na figura a seguir, imersa em uma região de campo magnético uniforme, cuja variação temporal é descrita por B = 100 cos(300t) μT. 

A espira possui um raio de 1 m, o seu condutor possui uma seção transversal de 4,0 mm² e o material que a compõe possui condutividade igual a 10⁷ S/m. 

Qual o valor máximo (de pico) da corrente induzida na espira?

Seja uma linha de transmissão em corrente contínua de 12 km de extensão, composta por um condutor aéreo de raio igual a 10 mm e com retorno de corrente pelo solo ideal (condutor elétrico perfeito). Considere que a altura desse condutor em relação ao solo é de 10 metros.

Qual a corrente que flui pela linha capaz de promover uma densidade de fluxo magnético de 20 μT ao nível do solo? (Observação: a permeabilidade magnética do ar é igual a μ₀ = 4π × 10^-7 H/m.)

A indutância é uma característica dos campos magnéticos e está presente em circuitos magnéticos quando há uma corrente variável no tempo. Nesse sentido, determine a indutância da estrutura magnética ilustrada na figura a seguir. 

(Desconsidere as perdas joulicas). 

Uma força eletromotriz de 2,5 V (eficaz) é gerada entre os terminais T₁ e T₂ de uma espira de área 0,2 m² quando ela está imersa e gira com velocidade constante ω em uma região de campo magnético constante, conforme ilustrado na figura a seguir.

Considere que a densidade de fluxo magnético é 0,05 T.

A velocidade angular da espira é de, aproximadamente,

A ressonância magnética nuclear é um exame indispensável para detecção de distúrbios nos tecidos, pois permite uma avaliação rigorosa das doenças, podendo ser útil para planejamento cirúrgico, caso indicado. O mesmo evita também que o paciente faça uma biópsia, um método invasivo que pode deixar sequelas. Ademais, este exame é sobretudo útil para avaliar de forma eficaz, o tamanho e a localização de tumores mais agressivos.

Sobre os mecanismos e princípios do aparelho de ressonância magnética nuclear, assinale a alternativa correta. 

Em um experimento de Stern-Gerlach, um feixe de átomos de prata passa por um gradiente de campo magnético dB/dz de magnitude 1,0 T/mm que é estabelecido ao longo do eixo z. Esta região de campo tem um comprimento w de 2,0 cm na direção do feixe. A velocidade dos átomos é de 500 m/s. A que distância os átomos foram defletidos quando saem da região do gradiente de campo?

A massa de um átomo de prata é 1,8 x 10⁻²⁵ kg. 

Considere um imã natural próximo a um anel condutor, conforme a imagem: 

O movimento relativo entre o imã e o anel condutor, na direção do eixo x, induz uma corrente no anel. Sobre essa corrente induzida, analise as afirmativas a seguir.

I. A situação pode ser analisada considerando o condutor em repouso e o imã em movimento em relação a ele; dessa forma, a variação no tempo do campo magnético onde se encontra o condutor, ocasionada pelo movimento do imã, produz um campo elétrico que age nas cargas livres do condutor, induzindo a corrente elétrica.

II. A situação pode ser analisada considerando o imã em repouso e o condutor em movimento em relação a ele; dessa forma, não se gera nenhum campo elétrico, mas o movimento do condutor no campo magnético estático do imã gera uma força magnética que age nas cargas livres do condutor, induzindo a corrente elétrica.

Assinale a alternativa correta.

O eletromagnetismo, assim como a eletricidade, está presente em diversos sistemas da engenharia; envolve propriedades fundamentais para o funcionamento de dispositivos como motores, geradores, transformadores, que utilizam seus princípios através de seus campos elétricos e magnéticos. Em relação ao campo magnético, sua presença está ligada a imãs ou eletroimãs, por exemplo, que gera em sua proximidade uma força magnética que pode ser representada através de linhas do campo magnético. Em relação às linhas de força do campo magnético, assinale a afirmativa INCORRETA.

“A Lei de __________ nos diz que, quando houver variação do fluxo magnético através de uma bobina, surgirá nela uma força eletromotriz induzida. Já a Lei de _________ enuncia que, quando houver uma variação de fluxo magnético sobre um condutor fechado, surgirá, neste condutor, um campo magnético que se oporá a tal variação. A tensão induzida é diretamente proporcional ao número de ___________ e à variação do fluxo ____________ sobre a bobina.” Assinale a alternativa que completa correta e sequencialmente a afirmativa anterior.

No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade do fluxo magnético e da densidade de fluxo magnético são, respectivamente: 

Em uma região em que o campo magnético da Terra pode ser tratado como uniforme e de intensidade B = 0,5 gauss, um elétron com energia cinética 1 keV, típica daquela encontrada na aurora boreal, movimenta-se com frequência angular de rotação igual a v = 1,4 MHz, e o raio de curvatura nesse campo é igual a r = 2,1 m. A frequência angular de rotação e o raio de curvatura foram calculados teoricamente por meio da resolução da equação de movimento de um elétron de carga e, massa m_e e velocidade v, acelerado pela força magnética.
Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, a equação que descreve o movimento do elétron em um campo magnético uniforme.

A Itaipu Binacional tem 20 unidades geradoras e cada uma tem capacidade de 700 MW, potência suficiente para abastecer uma cidade com 1,5 milhão de habitantes. Cada unidade geradora é composta por um gerador, uma turbina e seus auxiliares. Dos 20 geradores, 10 unidades produzem tensão alternada de 60 Hz e as outras 10 unidades, de 50 Hz. A frequência de alternância da tensão induzida depende do número de pares de polos e da velocidade de rotação do rotor do gerador.
Se o número de pares de polos é 33/39 para 50/60 Hz, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, a velocidade de rotação do rotor do gerador de Itaipu. 

Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, o aparelho ou o dispositivo elétrico que é uma aplicação prática dos conceitos de campo magnético e força magnética. 

Com relação aos principais parâmetros do feixe de elétrons de um microscópio de varredura eletrônica (MEV), assinale a alternativa correta que aponta esses parâmetros.

Uma máquina de lavar roupa, monofásica, possui uma potência nominal de 18,0 kW e uma resistência elétrica de 2.000 Ω. Qual é a corrente que passa pelo condutor?

Quanto ao efeito fotoelétrico, assinale a alternativa correta.

Os circuitos formados por resistores, capacitores e indutores, representados, respectivamente, por R, L e C, quando amortecidos, estão submetidos à força eletromotriz, 𝜀, e são exemplos de circuitos com movimento harmônico. O circuito RL em série amortecido é descrito pela equação a seguir.

𝜀

Na figura seguinte, 𝑅 = 15 𝛺, 𝐿 = 50,0 mH, a força eletromotriz da fonte ideal é 𝜀 = 10 𝑉 e o fusível ideal, com resistência igual a zero. Quando a corrente atinge o valor 4,0 𝐴, o fusível “queima” e passa a apresentar resistência infinita. A chave 𝐼 é fechada no instante 𝑡 = 0.

Com base no exposto, assinale a alternativa correspondente ao instante em que o fusível “queima”.

O fluxo magnético hipotético através de cinco faces de um cubo é conhecido a partir da equação, 𝝓𝑩 = ± 𝑊𝑏, em que 1 ≤ 𝑵 ≤ 5 representa o número da face, ordenada de 1 a 5. O fluxo é positivo (para fora) se 𝑵 é par e negativo (para dentro) se 𝑵 é ímpar. Qual é o fluxo através da sexta face do dado?

As quatro equações de Maxwell resumem as bases para a teoria clássica do eletromagnetismo. Essas equações são estruturadas por quatro leis: lei de Gauss para a eletricidade (que inclui a lei de Coulomb); lei de Gauss para o magnetismo; lei de Ampère-Maxwell; e lei de Faraday-Lenz, que ainda são complementadas pela lei de força de Lorentz.

Disponível em: <https://www.ufsm.br/cursos/graduacao/santa-maria/fisica/2020/02/21/leis-do-eletromagnetismo/>. Acesso em: 17 ago. 2022, com adaptações.

Em relação aos fundamentos da teoria clássica do eletromagnetismo, assinale a alternativa correta.

Quatro fios condutores retilíneos, muito longos e paralelos, F1, F2, F3 e F4, são dispostos no espaço de modo que as suas seções transversais estão nos vértices de um quadrado de lado L, conforme representado no desenho abaixo. Os fios F1, F2, F3 e F4 são percorridos, respectivamente, pelas correntes i, i, 5i e 2i, com as direções e sentidos indicados no desenho. Considerando que a permeabilidade magnética do meio é μ, podemos afirmar que o módulo do campo magnético resultante no centro do quadrado é:

Convenção: corrente perpendicular ao plano do papel e saindo dele

corrente perpendicular ao plano do papel e entrando nele

Desenho Ilustrativo Fora de Escala