P2 de Física 3 da UFRJ - 2012.1

1. Determine o vetor campo magnético a uma distância de um fio retilíneo longo percorrido por uma corrente elétrica estacionária de intensidade .
2. Determine o vetor campo magnético no centro de uma espira circular de raio percorrida por uma corrente elétrica estacionária de intensidade .
3. A figura mostra um fio retilíneo longo, paralelo ao eixo que é percorrido por uma corrente elétrica estacionária e apresenta uma dobra circular de raio , pertencente ao plano . Sabendo que o fio é recoberto por um esmalte isolante, utilize os resultados obtidos nos itens anteriores para determinar o campo magnético resultante no centro da dobra circular.

Considere as seguintes três afirmativas: (I) num dado circuito, a força eletromotriz auto induzida é sempre de sentido oposto ao da corrente total existente; (II) para um indutor dado, fixo, o trabalho realizado para estabelecer uma corrente de intensidade final através dele, desde um valor inicial nulo, é linearmente proporcional a , e (III) se, num dado ponto do espaço, simplesmente invertermos o vetor campo magnético, a densidade de energia associada ao campo magnético em tal ponto será quadruplicada. Qual(is) de tais afimações está(estão) correta(s)?

1. I
2. II
3. III
4. I e II
5. I e III
6. II e III
7. I, II e III
8. Nenhuma

Um capacitor de placas paralelas e circulares está inicialmente descarregado. A partir de um certo instante, ele começa a ser carregado por uma corrente não estacionária. Durante tal processo de carga, considere as seguintes afirmativas: (I) o campo elétrico entre as placas é diferente de zero; (II) o campo magnético entre as placas é zero, e (III) o campo magnético fora das placas é diferente de zero. Indique a alternativa que registra qual(is) dessas afirmações é(são) correta(s).

1. I
2. II
3. III
4. I e II
5. I e III
6. II e III
7. I, II e III
8. Nenhuma

Uma espira retangular, condutora, se move numa região de campo magnético gerado por um fio retilíneo muito longo, transportando uma corrente estacionária, como mostra a figura. A espira percorre a trajetória . Determine o sentido da corrente induzida ao longo da espira em cada uma das partes da trajetória.

1. Horário, não há corrente, anti-horário, não há corrente
2. Anti-horário, não há corrente, horário, não há corrente
3. não há corrente, horário, não há corrente, anti-horário
4. não há corrente, anti-horário, não há corrente, horário
5. horário, não há corrente, não há corrente, anti-horário
6. anti-horário, não há corrente, anti-horário, não há corrente

Considere uma espira retangular pela qual passa uma corrente elétrica estacionária de intensidade . O sistema de eixos foi escolhido de modo que a espira se encontra no plano e o sentido da corrente na espira está indicado na figura.

Sabe-se que o campo magnético na região onde a espira se encontra é dado por , tal que o gráfico de contra está mostrado a seguir:

Com respeito a força magnética resultante sobre a espira, é correto afirmar que:

1. Ela aponta no sentido de
2. Ela aponta no sentido de
3. Ela aponta no sentido de
4. Ela aponta no sentido de
5. Ela aponta no sentido de
6. Ela aponta no sentido de
7. Ela é nula

Considere três anéis circulares muito finos: (I) um condutor; (II) um isolante, e (III) um com metade condutora e metade isolante. Eles são colocados, em repouso, separadamente, numa região de campo magnético não estacionário, uniforme, perpendicular ao plano do anel. Em que casos, surge uma força eletromotriz ao longo do anel?

1. I
2. II
3. III
4. I e II
5. I e III
6. II e III
7. I, II e III
8. Nenhum deles

Um solenoide ideal, com voltas por unidade de comprimento (axial) e seção transversal circular de raio , é percorrido por uma corrente elétrica cuja intensidade varia no tempo de acordo com (). Dentro do solenoide, em um plano perpendicular ao seu eixo, com raio , coloca-se uma espira circular condutora de resistência . A autoindutância da espira e a indutância mutua entre essa e o solenoide são desprezíveis. Considere, ademais, que a lei de Ampére usual possa ser aplicada.

1. Determine o vetor campo magnético dentro do solenoide, produzido pela corrente .
2. Qual é a intensidade da corrente induzida na espira?
3. Qual é o sentido de tal corrente induzida?
4. Determine o vetor campo elétrico induzido na espira.

Considere um circuito ôhmico, com capacitância e autoindutância desprezíveis. Através de uma superfície fixa delimitada por tal circuito, o fluxo do campo magnético varia no tempo como mostra a figura abaixo:

Indique a alternativa que melhor representa a correspondente corrente induzida ao longo do circuito.

Considere dois fios retilíneos, longos, paralelos, separados por uma distância , pelos quais passam correntes estacionárias e no mesmo sentido. É correto afirmar que o campo magnético resultante será nulo em uma reta coplanar com os fios paralelos aos mesmo que esteja localizada:

1. A uma distância de cada um dos fios.
2. A uma distância do fio com corrente e do fio com corrente
3. A uma distância do fio com corrente e do fio com corrente
4. A uma distância do fio com corrente e do fio com corrente
5. O campo magnético resultante devido aos dois fios não será nulo em ponto algum.

Considere o circuito da figura abaixo, constituído por segmentos retilíneos (I, III, V e VI) e segmentos de arco de círculos (II, IV e VII) concêntricos com o ponto , percorridos por uma corrente estacionária , com sentido assinalado. Indique quais de tais segmentos dão uma contribuição não nula para o campo magnético resultante no ponto .

1. II, III, IV, V e VII
2. I, III, V e VI
3. II, IV e VII
4. I, II, IV, VI e VII
5. Todos criam campo magnético não nulo em

Considere uma espira circular, de raio , na presença de um campo magnético constante (uniforme e estacionário) , como mostra a figura. O vetor unitário , perpendicular ao plano da espira, forma um ângulo com o vetor unitário . Através da espira, circula uma corrente estacionária de intensidade , no sentido anti-horário. Determine o fluxo do campo magnético através da espira, o módulo da força magnética e o módulo do torque resultantes sobre ela.

1. , ,
2. , ,
3. , ,
4. , ,
5. , ,
6. , ,

Um acelerador de partículas é projetado para desviar um próton, de massa e carga , que incida horizontalmente, com velocidade inicial , para uma velocidade final . Assinale o campo magnético constante que permite que isso aconteça.