Um solenoide com 200 espiras e uma seção transversal de 60 cm^2 de área se encontra em um campo magnético de 0,60 T orientado ao longo de seu eixo. Se o campo estiver confinado no interior do solenoide e variar a uma taxa de 0,20 T / s, o valor absoluto da diferença de potencial induzida no solenoide será de
d) 0,24 V

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um solenoide com 200 espiras e uma área de seção transversal de 60 cm^2. Ele está dentro de um campo magnético de 0,60 T que está alinhado com o eixo do solenoide. Esse campo está variando a uma taxa de 0,20 T/s, e queremos saber qual é a diferença de potencial induzida nesse solenoide. Para resolver isso, vamos usar a Lei de Faraday da Indução Eletromagnética.

Passo 2

Primeiro, vamos converter a área de cm² para m² porque as unidades do Sistema Internacional (SI) são mais fáceis de trabalhar aqui. Sabemos que 1 m^2 = 10^4 cm^2, então:
A = 60 cm^2 times ( 1 m^210^4 cm^2 ) = 0,006 m^2

Passo 3

Agora, vamos lembrar da Lei de Faraday, que nos diz que a força eletromotriz (diferença de potencial) induzida em um circuito é igual à taxa de variação do fluxo magnético através do circuito multiplicada pelo número de espiras. A fórmula é:
E = -N De
Onde:
  • N é o número de espiras,
  • Phi é o fluxo magnético,
  • De é o intervalo de tempo.
O sinal negativo indica a direção da indução, mas como queremos o valor absoluto, podemos ignorar o sinal.

Passo 4

O fluxo magnético Phi é dado por:
Phi = B times A
Como o campo está variando, a taxa de variação do fluxo magnético é:
De
Onde De é a taxa de variação do campo magnético, que já nos foi dada como 0,20 T/s.

Passo 5

Substituindo os valores na fórmula da força eletromotriz:
E = N times A times De
Vamos substituir:
  • N = 200
  • A = 0,006 m^2
  • De
Então:
E = 200 times 0,006 times 0,20 = 0,24 V

Resposta

A diferença de potencial induzida no solenoide é de 0,24 V.

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