Com relação aos conceitos da física, assinale a opção correta.

Uma partícula com carga elétrica penetra, ortogonalmente, num campo magnético uniforme com velocidade v no ponto cujas coordenadas (x,y) são (0,0) e sai do campo no ponto (0,3R). Durante a permanência no campo magnético, a componente x da velocidade da partícula, no instante t, é dada por:

Baseando-se nos estudos de Michael Faraday, Maxwell unificou, em 1864, todos os fenômenos elétricos e magnéticos observáveis em um trabalho que estabeleceu conexões entre as várias teorias da época, derivando uma das mais elegantes teorias já formuladas. Maxwell demonstrou, com essa nova teoria, que todos os fenômenos elétricos e magnéticos poderiam ser descritos em apenas quatro equações, conhecidas atualmente como equações de Maxwell: as equações básicas para o eletromagnetismo, assim como a lei da gravitação universal e as três leis de Newton são fundamentais para a mecânica clássica. Diante do exposto, analise as afirmativas a seguir.

I. A Lei de Gauss para a eletricidade relaciona os campos elétricos e suas fontes, as cargas elétricas, e pode ser aplicada mesmo para campos elétricos variáveis com o tempo.

II. A Lei de Faraday descreve a relação entre um campo magnético e a corrente elétrica que o origina.

III. A Lei de Ampère descreve as características do campo elétrico originando um fluxo magnético variável.

IV. Na Lei de Gouss para o magnetismo, as linhas de campo magnético são contínuas, ao contrário das linhas de força de um campo elétrico que se originam em cargas elétricas positivas e terminam em cargas elétricas negativas.

Estão INCORRETAS apenas as afirmativas

O físico James Clerk Maxwell propôs o conceito de corrente de deslocamento para tornar a Lei de Ampère consistente com o princípio de conservação da carga em casos em que a carga elétrica se acumula, como, por exemplo, num capacitor. Ele interpretou este fenômeno como um movimento real de cargas, mesmo no vácuo, onde ele supôs que corresponderia ao movimento de cargas de um dipolo no éter. Embora essa interpretação tenha sido abandonada, a correção de Maxwell à Lei de Ampère permanece válida (um campo elétrico variável produz um campo magnético). Para se obter uma corrente de deslocamento instantânea de 0,01 mA entre as placas de um capacitor, tendo o capacitor como pF a quinta parte de 2500, são necessários:

Sabemos que quando uma diferença de potencial é aplicada sobre um circuito há o surgimento de uma corrente elétrica induzida chamada força eletromotriz. A Lei de Faraday relaciona a força eletromotriz ε induzida na espira com a taxa de variação do fluxo magnético através desta espira. O fluxo magnético de uma espira quadrada de 2 cm de lado, colocada perpendicularmente às linhas de um campo magnético uniforme de intensidade 2 T, é:

A Lei de Gauss estabelece a relação entre o fluxo do campo elétrico através de uma superfície fechada com a carga elétrica que existe dentro do volume limitado por esta superfície. O fluxo elétrico através da superfície de uma carga pontual de 1,8 µC que está no centro de uma superfície gaussiana cúbica de 55 cm de aresta é:

Um fio fino é enrolado em torno de um prego e suas extremidades são ligadas aos pólos de uma bateria e de uma chave CH, conforme mostra a figura abaixo. Quando a chave CH é fechada, observa-se que o prego passa a atrair pequenos objetos de ferro. O conceito físico que melhor explica o fenômeno é:

Uma espira retangular está imersa em um campo magnético uniforme cuja intensidade é de 0,5 T. O fluxo do campo magnético através da espira quando a mesma forma um ângulo de 0º com as linhas desse campo, em Weber, será:

Um ímã encontra-se, inicialmente, a uma certa distância de uma esfera de ferro que está em repouso sobre uma mesa, cujo atrito pode ser desprezado.

Assinale a opção que apresenta de forma correta o comportamento da esfera quando da aproximação do ímã.

Uma partícula com carga elétrica Q = 4,8 . 10^–19 C e massa M = 1,6√6 . 10^–26 kg entra perpendicularmente e com velocidade v = √6 . 10³ m/s em um campo magnético constante com módulo B = 1T, entrando no plano da folha. A alternativa que melhor representa o movimento da partícula ao entrar no campo magnético é:

Em um campo magnético é colocada uma espira circular, perpendicular ao plano do campo, com 1 m² de área. Sabendo que a intensidade do campo diminui 4T/s e a intensidade da corrente elétrica que circula a espira é 1/3 A, então, a resistência elétrica da espira é:

Uma espira circular de raio R, ao ser percorrida por uma corrente elétrica de intensidade i, apresenta no seu centro um campo magnético de intensidade B. Se a intensidade da corrente elétrica aumentar 50% de seu valor e o raio da espira for reduzido para a sua quarta parte, a intensidade do novo campo magnético gerado no centro da espira passará ser igual a:

Elétrons com energia cinética inicial de 2 MeV são injetados em um dispositivo (bétatron) que os acelera em uma trajetória circular perpendicular a um campo magnético cujo fluxo varia a uma taxa de 1 000 Wb/s. Assinale a energia cinética final alcançada pelos elétrons após 500 000 revoluções.

Um observador vê um campo magnético, entrando normalmente numa espira (isto é, orientado dos seus olhos para a espira). O módulo desse campo aumenta, uniformemente, de 0,010 T para 0,030 T, em 4,0 s. A espira tem 50 cm² de área e está em repouso.

De acordo com esse observador, a força eletromotriz induzida na espira vale

Um projétil de dimensões desprezíveis carregado com uma carga elétrica negativa atinge com velocidade inicial v_o o orifício de uma câmara que possui em seu interior um campo magnético uniforme paralelo à sua trajetória, como mostra a figura abaixo. Qual orifício melhor representa a possibilidade de escape do projétil?

Associe corretamente as leis do eletromagnetismo com as afirmações abaixo descritas: ( ) Lei de Faraday ( ) Lei de Lenz ( ) Lei de Ampère I. “O sentido da corrente elétrica induzida pela variação do fluxo magnético em um circuito fechado é tal que seus efeitos tendem a fazer oposição à variação do fluxo que lhe deu origem”. II. “Para um condutor retilíneo infinito percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i, o módulo do vetor campo magnético B em um ponto P, que está a uma distância r deste condutor, será inversamente proporcional à distância r e diretamente proporcional a i”. III. “A força eletromotriz induzida numa espira é diretamente proporcional à variação do fluxo magnético que a atravessa e inversamente proporcional ao intervalo de tempo em que essa variação ocorre”. Das alternativas abaixo, a correta é:

Observe a figura a seguir.

Dois fios retilíneos compridos encontram-se paralelos ao plano xz e cortam o eixo x nos pontos 1 e 3 cm, conforme a figura acima. Sabe-se que, pelo primeiro fio, passa uma corrente i₁ de 20A, no mesmo sentido que o eixo z, e, pelo segundo fio,passa uma corrente i₂ de 5A, no sentido contrário ao eixo z. Sendo assim, determine o módulo do campo magnético no ponto x=2cm e assinale a opção correta.

Dado:

permeabilidade do vácuo como 4n x 10^-7 T.m/A

Observe a figura abaixo.

Uma espira circular de raio R = 5cm é percorrida por uma corrente i . A uma distância de 15cm do centro dessa espira, encontram-se dois condutores retilíneos infinitamente longos, que são percorridos por uma corrente i l , conforme a figura a cima . Calcule a razão entre as correntes i₁ /i para que se anule o campo de indução magnética no centro da espira e assinale a opção correta.

       

Uma partícula de carga positiva +Q penetra numa região de comprimento d₁ sujeita a um campo magnético de baixa intensidade e ortogonal ao plano da figura acima. Em seguida, penetra numa região de comprimento d₂, onde não existe campo magnético. Ao longo das regiões de comprimento d₁ e d₂, a partícula percorre a trajetória indicada pela linha tracejada da figura acima. Dadas as informações a seguir, a distância a, indicada na figura entre a origem e o ponto de passagem da partícula pelo eixo Y, é aproximadamente: 

Dados:

• velocidade inicial da partícula: ortogonal ao eixo Y e de módulo v;

• módulo do campo magnético da região: B;

• distância entre o fim da região do campo magnético e o eixo :B: d₂;

• massa da partícula: m;

• d₂ ≫ d₁;

• deslocamento vertical da partícula dentro da região magnetizada << d₁. 

Dois fios condutores retilíneos, muito longos e paralelos entre si, são percorridos por correntes elétricas de intensidade distintas, i₁ e i₂ , de sentidos opostos.

Uma espira circular condutora de raio R é colocada entre os dois fios e é percorrida por uma corrente elétrica i.

A espira e os fios estão no mesmo plano. O centro da espira dista de 3 R de cada fio, conforme o desenho abaixo.

Para que o vetor campo magnético resultante, no centro da espira, seja nulo, a intensidade da corrente elétrica i e seu sentido, tomando como referência o desenho, são respectivamente: