Exercícios de Campos Cruzados - Lista de Exercícios Resolvida

Uma partícula com velocidade inicial  entra em uma região com campos elétrico e magnético uniformes e perpendiculares entre si. O campo magnético na região é  . Calcule o módulo, a direção e o sentido do campo elétrico na região, considerando que não haja desvio, para uma partícula de carga

1. ;

Despreze o peso da partícula.

Uma fita metálica com de comprimento, de largura e de espessura está se movendo com velocidade constante em uma região onde existe um campo magnético uniforme perpendicular à fita, como na figura abaixo:

A diferença de potencial entre os pontos e na fita é . Determine a velocidade escalar .

A Figura abaixo indica uma placa de prata com dimensões e e que produz uma corrente igual a no sentido . A placa está em repouso em um campo magnético uniforme na direção , cujo módulo é igual a . Sabendo que existem elétrons livres por metro cúbico, determine:

1. o módulo da velocidade de arraste dos elétrons na direção do eixo ;
2. o módulo, a direção e o sentido do campo elétrico no eixo produzido pelo efeito Hall ;
3. a fem Hall.

Uma região possui campo elétrico e magnético uniformes.

O campo elétrico aponta na direção e sentido de e o campo magnético aponta na direção e sentido de . Uma partícula de carga positiva atravessa a região em movimento retilíneo e uniforme. Em qual direção e sentido aponta a velocidade da partícula?

Na figura abaixo, um elétron acelerado a partir do repouso por uma diferença de potencial entra no espaço entre duas placas paralelas, separadas por uma distância , entre as quais existe uma diferença de potencial .

A placa inferior está a um potencial menor. Despreza o efeito de borda e suponha que o vetor velocidade do elétron é perpendicular ao vetor campo elétrico na região entre as placas.

Em termos dos vetores unitários, qual é o campo magnético uniforme para o qual a trajetória do elétron na região entre as placas é retilínea?

Uma fita de cobre com de espessura e de largura é submetida a um campo magnético uniforme de módulo , com perpendicular à fita.

Quando uma corrente atravessa a fita, uma diferença de potencial aparece entre suas bordas. Calcule . (A concentração de portadores de carga no cobre é .)

Todas as partículas carregadas que passam através de uma região em que existem campos elétrico e magnético constantes, ortogonais, sem serem defletidas, têm em comum:

1. A massa;
2. O momento linear;
3. A velocidade;
4. A energia;
5. A razão entre a carga e a massa;

Uma barra de comprimento ocupa uma região onde há um campo magnético constante (estacionário e uniforme) . A barra gira com velocidade angular , em torno de um ponto fixo em uma de suas extremidades, em um plano perpendicular ao campo. Qual é o módulo da tensão ou da diferença de potencial que acaba se estabelecendo entre as extremidades da barra?

Todas as partículas carregadas que passam através de uma região em que existem campos elétrico e magnético constantes, ortogonais, sem serem defletidas tem em comum

1. A massa;
2. O momento linear;
3. A velocidade;
4. A energia;
5. A razão entre a carga e a massa;

Uma região possui campo elétrico e magnético uniformes.

O campo elétrico aponta na direção e sentido de e o campo magnético aponta na direção e sentido de . Uma partícula de carga positiva atravessa a região em movimento retilíneo e uniforme. Em qual direção e sentido aponta a velocidade da partícula?

Uma diferença de potencial de é estabelecida através de barra de comprimento quando ela se move a na presença de um campo magnético constante perpendicular à figura.

A intensidade e o sentido do campo magnético são:

, para dentro da página.

, para fora da página.

, para dentro da página.

, para fora da página.

, para dentro da página.

, para fora da página.

Qual das seguintes afirmações a respeito de imãs permanentes é falsa?

o polo norte de um imã é atraído pelo polo sul de outro imã;

todos os imãs permanentes são circundados por um campo magnético;

a direção de um campo magnético é indicada pelo polo norte de uma bússola;

quando um imã permanente é dividido ao meio, um pedaço será o polo norte e o outro será o polo sul;

campo magnético no entorno de um imã permanente saem do polo norte e entram no polo sul;

Um elétron se movimenta em uma trajetória retilínea com velocidade na presença de um campo elétrico e de um campo magnético constantes. A componente da velocidade do elétron é:

Considere as duas áreas retangulares mostradas na figura, com um ponto situado a meio caminho entre as duas áreas. A área retangular da esquerda contém um ímã em forma de barra com polo sul mais próximo do ponto que o polo norte; a área retangular da direita está vazia. Quando um segundo ímã em forma de barra e idêntico ao primeiro, é colocado na área retangular da direita com o polo sul mais próximo do ponto que o polo norte:

a) o sentido do campo magnético no ponto permanece o mesmo, mas o módulo diminui.

b) o sentido do campo magnético no ponto permanece o mesmo, mas o módulo aumenta.

c) o campo magnético no ponto troca de sentido e o módulo aumenta.

d) o campo magnético no ponto troca de sentido e o módulo diminui.

e) o campo magnético no ponto se anula.

(Capítulo 28 – Problemas Adicionais – Exercício 76) O espectrômetro de massa de Bainbridge, mostrado de forma esquemática na Fig. 28-53, separa íons de mesma velocidade. Depois de entrar no aparelho através das fendas colimadoras e , os íons passam por um seletor de velocidade composto por um campo elétrico produzido pelas placas carregadas e e por um campo magnético perpendicular ao campo elétrico e à trajetória dos íons. Os íons que passam pelos campos cruzados e sem ser desviados entram em uma região onde existe um segundo campo magnético, , que os faz descrever um semicírculo. Uma placa fotográfica ( ou, mais recentemente, um detector) registra a chegada dos íons. Mostre que a razão entre a carga e a massa dos íons é dada por , em que é o raio do semicírculo.

Uma certa região possui campos elétrico e magnético uniformes. O campo magnético aponta na direção e sentido de  . Sabendo que uma partícula carregada atravessa essa região em movimento retilíneo e uniforme com velocidade (), qual é a direção e sentido do campo elétrico nessa região?

a)

b)

c)

d)

e)

Na figura é mostrada a trajetória de um elétron em uma região na qual existe um campo magnético uniforme.

A trajetória é constituída por dois trechos retilíneos entre as duas placas uniformemente carregadas, e duas semicircunferências.

Dado o movimento entre do elétron segundo essa trajetória pode-se concluir que:

o campo magnético está dirigido para dentro da página e o potencial elétrico é maior na placa superior do conjunto das placas de cima;

o campo magnético está dirigido para fora da página e o potencial elétrico é maior na placa superior do conjunto das placas de cima;

os potenciais elétrico são maiores nas placas superiores dos dois conjuntos de placas carregadas;

o potencial elétrico é menor na placa superior do conjunto de placas superior e maior na placa superior do conjunto de placas inferior;

o campo magnético está dirigido para dentro da página e o potencial elétrico é menor na placa superior do conjunto das placas de cima.

Os antigos navegantes usavam a bussola para orientação em alto mar, devido a sua propriedade de se alinhar de acordo com as linhas do campo geomagnético. Analisando a figura onde estão representadas estas linhas, podemos afirmar que:

1. O polo norte do ponteiro da bussola aponta para o polo norte geográfico, porque o norte geográfico corresponde ao sul magnético.
2. O polo sul do ponteiro da bussola aponta para o norte geográfico, porque o norte geográfico corresponde ao sul magnético
3. O polo norte do ponteiro da bussola aponta para o polo norte geográfico, porque as linhas do campo geomagnético não são fechadas
4. O polo sul do ponteiro da bussola aponta para o polo sul geográfico, porque o sul geográfico corresponde ao sul magnético
5. O polo norte do ponteiro da bussola aponta para o sul geográfico, porque o norte geográfico corresponde ao norte magnético.

Considere as figuras 1, 2, 3 e 4 abaixo. Determine a direção inicial do desvio das partículas carregadas conforme entram nos campos magnéticos.

(A) (1), (2), (3) vetor nulo, (4)

(B) (1), (2), (3), (4)

(C) (1), (2), (3) vetor nulo, (4)

(D) (1), (2), (3) , (4)

(E) (1), (2), (3) , (4)

Na Figura, uma espira quadrada, com lado igual a , está imersa perpendicularmente em um campo magnético variável , onde é positivo para um campo apontando para dentro da página. Podemos afirmar que nos tempos e , os sentidos das correntes na espira tem as respectivas orientações:

a) A corrente é nula nos dois casos;

b) Nos dois casos o sentido é horário;

c) Nos dois casos o sentido é anti-horário;

d) Anti-horário e horário;

e) Horário e anti-horário.

Considere um campo eletrostático representado pelas superfícies equipotenciais tracejadas e uma linha de campo elétrico contínua na figura abaixo.

Quando um elétron é deslocado do ponto para o ponto , podemos afirmar que a diferença de potencial à qual ele é submetido e o trabalho que a força elétrica realiza sobre ele satisfazem:

Q - A figura ao lado mostra um modelo do chamado filtro de velocidades. Nele, uma fonte de

partículas de massa e carga elétrica gera um feixe que é colimado por uma abertura. Esse feixe atravessa uma região do espaço que contém campos elétrico, , e magnético, , constantes e uniformes, de tal modo que apenas as cargas com determinado valor de velocidade , conseguem atravessar o filtro em trajetória retilínea e uniforme. A ideia do filtro de velocidades é que as cargas que tenham velocidades maiores ou menores que

irão se defletir por causa da ação dos campos elétrico e magnético e vão se chocar com as placas positiva ou negativa do sistema. Mas como a figura mostra (através de linhas curvas grossas), algumas cargas com velocidade , embora se defletam, não colidem com as placas e conseguem sair do filtro de velocidades. Se um anteparo for colocado próximo à saída do filtro de velocidades, ele mostrará uma mancha cuja largura vai corresponder a uma incerteza ou imprecisão, , da medida do filtro de velocidades. (Para facilitar os cálculos, considere que para as cargas que tenham e conseguem sair do filtro de velocidades, a força resultante sobre elas é apenas ao longo da direção e que é pequeno o suficiente de modo que a componente da velocidade na direção é , para obter um resultado aproximado).

Obtenha uma expressão para em função apenas das propriedades da partícula carregada, e , dos campos elétrico e/ou magnético, da velocidade e dos parâmetros geométricos do filtro de velocidades (ver na figura).

Supondo que você possa mudar os valores da intensidade dos campos elétrico e magnético, qual dos dois campos (ou os dois) você mudaria, e de quanto você os mudaria, para que diminua de 20% e a velocidade se mantenha a mesma? Explique.

Um elétron é abandonado do repouso em uma região do espaço onde há um campo elétrico uniforme  no plano da página, apontando para o topo da mesma, e um campo magnético uniforme  apontando para fora do plano da página. Nessa situação, qual caminho na figura abaixo melhor descreve a trajetória inicial do elétron nessa região?

1. 5
2. 1
3. 2
4. 3
5. 4
6. 6
7. 7

A figura abaixo mostra a trajetória de uma partícula de massa e carga que passa por uma região de campo magnético uniforme (acinzentada), onde ela descreve uma semicircunferência de raio .

Depois de sair da região a partícula passa por entre duas placas paralelas eletricamente carregadas e é desviada no sentido da placa de maior potencial.

Qual é o sinal de ? Justifique.

Sabendo que a partícula entra na região de campo magnético uniforme com uma velocidade , qual é o vetor campo magnético na região acinzentada?

Calcule o vetor força magnética exercida sobre a partícula nos pontos e ;

Se a intensidade do campo elétrico na região entre as placas paralelas é , qual deveria ser o vetor campo magnético nessa região, para que a partícula não fosse desviada?