Em uma impressora de jato de tinta que funciona conforme descrito no texto 6A2-II, uma partícula de massa m = 6,0×10⁻⁸ kg e carga q de módulo igual a 3,0 μC, penetra em uma região onde há um campo magnético uniforme  com velocidade  de módulo constante e igual a 1,0×10² m/s. A partícula descreve a semicircunferência indicada na figura cujo diâmetro d é igual a 2,0 m, conforme ilustrado na figura a seguir.

                                                                             

Considerando a situação hipotética apresentada, assinale a opção correta acerca do sinal da carga q e da intensidade do campo magnético. 

Em um laboratório de eletromagnetismo, deseja -se construir um eletroímã , utilizando -se de um solen oide longo e cilíndrico, com núcleo de ar, destinado a experimentos de indução magnética. Devido à geometria do aparato experimental, o solen oide deve possuir um comprimento de 0,250m e diâmetro de 4,0 cm. Quando percorrido por uma corrente elétrica contínua de intensidade 10A, o campo magnético medido em seu interior, na região central, deve atingir , aproximadamente 12,6 mT   .
Admitindo que o solenoide seja ideal e desprezando efeitos de borda, assinale a alternativa que indica corretamente o comprimento total do fio necessário à confecção das espiras deste solen oide.
Adote  μ₀ = 4π x 10^-7 T.m/A

Um fio retilíneo infinito conduz uma corrente constante I. Uma espira retangular de lados L e W está no mesmo plano que o fio. Os lados de comprimento L são paralelos ao fio, e o lado mais próximo está a uma distância L dele. O fluxo magnético (em módulo) através da espira é:

Um íon de massa M e carga +2e é acelerado por uma diferença de potencial V e entra com velocidade perpendicular a um campo magnético uniforme B. Um segundo íon de massa 2M e carga +e passa pelo mesmo processo. Qual a razão R₂/R₁ entre os raios das trajetórias?

Em 1820, Hans Christian Ørsted demonstrou acidentalmente que uma corrente elétrica produz campo magnético ao observar que uma bússola era defletida quando colocada próxima a um fio condutor percorrido por corrente. Agora, observe a situação a seguir. Um professor recria este experimento histórico em sala de aula usando uma bússola e um fio retilíneo longo percorrido por corrente contínua. Ao posicionar a bússola em diferentes pontos ao redor do fio, observa-se que:

I. a agulha da bússola sempre se orienta tangencialmente a círculos concêntricos centrados no fio, indicando que as linhas de campo magnético gerado pela corrente são circulares;

II. invertendo o sentido da corrente elétrica no fio, a agulha da bússola inverte sua orientação em 180°;

III. dobrando a distância da bússola ao fio, a deflexão da agulha diminui, sugerindo que a intensidade do campo magnético decresce com a distância;

IV. em pontos equidistantes do fio, se a corrente for duplicada, o ângulo de deflexão da agulha aproximadamente dobra (para pequenas deflexões), indicando proporcionalidade entre corrente e campo magnético.

Considerando os princípios físicos envolvidos e as limitações experimentais de medidas com bússola, está correto o que se afirma em: 

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: 

    Um próton e um elétron são acelerados na mesma direção e sentido até atingirem a mesma velocidade. Posteriormente, tanto o elétron como o próton penetram em uma região com campo magnético uniforme, o qual tem direção perpendicular à direção do movimento das cargas consideradas. Sabe-se que tanto o elétron como o próton terão órbitas circulares depois de penetrarem na região que apresenta o campo magnético uniforme.

Considerando as informações apresentadas e que a massa do próton seja 1.800 vezes maior que a massa do elétron, assinale a opção que corresponde à razão entre o raio da órbita do próton e o raio da órbita do elétron.

    Uma corrente alternada, com frequência de 50 Hz, é gerada em uma espira circular de área A, a qual gira com velocidade angular constante em uma região cujo campo magnético é uniforme e tem intensidade igual a B.

Considerando essas informações e que, em certo instante inicial, a espira tenha seu eixo central alinhado com o campo magnético, assinale a opção que indica corretamente o fluxo magnético através da espira 2,005 segundos depois deste instante inicial.

Duas espiras de raio R = 1 m estão centradas em um mesmo eixo. Cada uma das espiras é percorrida por uma corrente estacionária i = 8 A em sentidos contrários. Essas espiras estão no vácuo, cuja permeabilidade magnética é igual a μ₀. Conforme ilustra a figura seguinte, o ponto P está sobre o eixo das espiras e a √3 metros de distância do centro C de cada uma delas.



Com base nessas informações, assinale a opção em que é corretamente apresentada a intensidade do campo magnético, em tesla (T), no ponto P.

Em uma atividade experimental de Engenharia no Laboratório de Física, os alunos analisam o funcionamento de um protótipo simplificado de motor de corrente contínua. O dispositivo consiste em uma espira retangular rígida, de dimensões 10,0 cm x 20,0 cm, percorrida por uma corrente elétrica contínua de intensidade I = 1,00 A. A espira está imersa em uma região de campo magnético uniforme  , conforme mostra a Figura a seguir. O motor é posto a girar com velocidade angular constante em torno de um eixo que passa pelo centro da espira e é perpendicular às linhas do campo magnético. Durante o funcionamento, um sensor de torque localizado no próprio eixo de rotação registra a intensidade do torque do binário de forças magnéticas. O gráfico a seguir representa a intensidade desse torque exercido sobre a espira em função do tempo (t). Com base nos dados fornecidos e na análise do gráfico, o valor da intensidade do campo magnético  é, em T,

No contexto da implementação da Base Nacional Comum Curricular (BNCC), a área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias propõe uma progressão da aprendizagem que respeita as fases de desenvolvimento do estudante, mas altera significativamente a profundidade e o foco da abordagem dos conteúdos de Física na transição do ensino fundamental II (Anos Finais) para o ensino médio.

Considere um planejamento docente que visa articular o conhecimento sobre eletromagnetismo. No 9o ano, o professor aborda a bússola e o campo magnético terrestre para explicar o funcionamento da orientação geográfica. Já no ensino médio, o foco recai sobre as leis de indução e o funcionamento de sensores para sistemas de segurança escolar.

Com base nas diretrizes da BNCC para a progressão do conhecimento físico, a principal diferença pedagógica entre a abordagem do ensino fundamental II e a do ensino médio é

Uma rede de comunicações via rádio apresentou uma queda súbita de desempenho (latência elevada). Foram detectados problemas em cinco diferentes estações da rede. Houve a alocação de um engenheiro por estação e, juntos, conseguiram restabelecer o funcionamento pleno da rede através das seguintes estratégias:

• Engenheiro 1: Consultou a base de dados do fabricante, identificou um alerta de falha de sincronismo e executou a atualização de firmware recomendada pelo suporte técnico.

• Engenheiro 2: Seguiu rigorosamente o manual de procedimentos da instituição, acionando o sistema de redundância de hardware previsto para casos de instabilidade de sinal.

• Engenheiro 3: Optou pela substituição sequencial dos componentes físicos da estação (cabos, conectores e rádio) até que a rede voltasse a operar com 100% de eficiência.

• Engenheiro 4: Formulou a hipótese de refração anômala por gradiente térmico regional, monitorou o sinal isolando variáveis externas e validou matematicamente o modelo antes de realizar o ajuste físico.

• Engenheiro 5: Acionou a Inteligência Artificial especialista da empresa, que analisou milhões de logs e executou um ajuste paramétrico automático nos filtros digitais.

Considerando-se os fundamentos da metodologia científica e a evolução do pensamento científico (de Galileu), o profissional que utilizou o método científico em sua intervenção foi o

A respeito de uma partícula carregada negativamente que se encontra em uma região de campo magnético uniforme, assinale o item correto.

A figura a seguir apresenta um fio condutor rígido muito longo, sendo percorrido por uma corrente elétrica variável no tempo, de acordo com a função I(t) = 2 cos(4t), onde t é o tempo. Ao lado do fio tem uma espira retangular de dimensões iguais a A = 2,0 cm e B = 3,0 cm. Além disso, a espira encontra-se a uma distância R = 1,0 cm do fio.



Considerando que a permeabilidade magnética no meio é μ₀ = 4π × 10^-7 T.m/A, a força eletromotriz induzida na espira, em volts, no instante de tempo igual a π/8 segundos, está indicada corretamente em 

Considere uma espira semicircular sendo percorrida por uma corrente elétrica constante, cujo valor é igual 2,0 A, como mostrado no sentido das setas da figura a seguir. Os raios R1 e R2, valem respectivamente, 2,0 cm e 4,0 cm. Os semicírculos são concêntricos no ponto P e as linhas tracejadas formam um ângulo de 90°.  



Qual o módulo do campo magnético no ponto P, em tesla, sabendo que a permeabilidade magnética no meio é μ₀ = 4π × 10^-7 T⋅m/A e considere π ≅ 3?

Um equipamento moderno de Ressonância Magnética (RM) utiliza um ímã supercondutor que gera um campo magnético estático praticamente uniforme de módulo B₀ = 7,0 T ao longo do eixo do túnel do aparelho. Próximo à boca do túnel existem gradientes de campo não desprezíveis, responsáveis por forças sobre objetos magnéticos.
Considere três pequenos corpos de mesmo volume, inicialmente em repouso, próximos à entrada do túnel da RM:

I- Um bloco de grafite (material diamagnético).
II- Um frasco contendo solução de gadolínio (material paramagnético).
III- Uma chave de aço (material ferromagnético).

Com base nessas informações, descreve corretamente o comportamento desses três corpos, quando soltos próximos à boca do túnel da RM, com o aparelho ligado, a afirmação de que

Considere uma carga elétrica, positiva de 2 C, que se move com velocidade , em uma região do espaço submetida a um campo magnético , cujos valores são:

                                                       

em que ,  e  são os vetores unitários nas direções dos eixos x, y e z, respectivamente.

Diante desse cenário, o vetor força magnética, em N, é

Um gerador de corrente contínua possui um condutor retilíneo de 0,5 m de comprimento, que se move perpendicularmente a um campo magnético uniforme de densidade de fluxo magnético igual a 1,2 T, com velocidade constante de 20 m/s.

Se esse condutor fizer parte de um circuito fechado com uma resistência de 2Ω, a corrente que circulará por ele será de

Uma espira retangular condutora, de resistência total 1 Ω, desloca-se em movimento retilíneo com velocidade constante de 2 m/s, perpendicularmente à fronteira de uma região onde existe um campo magnético uniforme e constante de 0,2 T, perpendicular ao plano da espira. Em um dado instante, apenas um dos lados da espira, de comprimento igual a 0,5 m, corta a fronteira da região de campo, enquanto o restante da espira encontra-se parcialmente imerso no campo. Despreze atritos mecânicos e a autoindutância da espira. A potência mecânica mínima que deve ser fornecida nesse instante para manter a velocidade constante é

Um material ferromagnético