21- Na Figura 29.37 , uma barra condutora de comprimento L = 30.0   c m se move através de um campo magnético B → , de módulo igual a 0.450   T , orientado para dentro do plano da figura. A barra se desloca com velocidade v = 5.0   m / s no sentido indicado.

( a ) Qual é a diferença de potencial entre as extremidades da barra?

( b ) Qual dos dois pontos, a ou b , possui potencial mais elevado?

( c ) Quando as cargas na barra estão em equilíbrio, quais são o módulo, a direção e o sentido do campo elétrico no interior da barra?

( d ) Quando as cargas na barra estão em equilíbrio, qual dos dois pontos, a ou b , possui excesso de carga positiva?

( e ) Qual é a diferença de potencial através da barra, caso ela se mova ( i ) paralelamente a a b e ( i i ) diretamente para fora da página?

Passo 1

A diferença de potencial é a fem que tem entre os pontos a e b e que é de:

ϵ = v B L = 5 × 0.45 × 30 × 10 - 2 = 0.675   V

Pois todas as componentes são perpendiculares entre si.

E pela regra da mão esquerda vemos que a força magnética tem sentido de a para b . E b é onde portanto haverá um potencial mais elevado de ter cargas positivas.

Passo 2

Para a letra c temos que a intensidade do campo elétrico será de:

E = V L = 0.675 30 × 10 - 2 = 2.25   V / m

Com o ponto negativo de tensão elétrica sendo o ponto b e o positivo o a , então com sentido de b para a .

E como a corrente fluiria de a para b , então b terá mais cargas positivas (isso caracteriza o potencial negativo).

Passo 3

Caso a barra se movimente da mesma forma que a barra a b a fem na barra já foi calculada e será de 0.675   V e caso ela de desloque de modo a sair da página o ângulo entre B e v será de 180 ° portanto a fem na barra será de:

ϵ = B v L s i n   180 = 0

Resposta

a )   0.675   V

b )   p o n t o   b

c )   2.25 V m   ; b → a

d )   b   t e r á   m a i s   c a r g a s   p o s i t i v a s .

e )   i 0.675   V ; i i 0   V

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