P2 de Física 3 da UFRJ - 2014.2

Considere um solenoide ideal de raio e uma espira circular de raio coaxial a ele, e suponha que (ou seja, a espira está fora do solenoide).

Pelo solenoide passa uma corrente não-estacionária . Denotando a indutância mútua do sistema por , as autoindutâncias do solenoide e da espira por e , e o campo produzido pelo solenoide em seu exterior por , qual das afirmações abaixo é verdadeira?

pois .

depende de .

pois .

depende de .

depende de .

depende de .

Uma espira retangular no plano , de autoindutância desprezível, tem lados e e resistência . Um fio retilíneo infinito, por onde flui uma corrente dependente do tempo , é colocado ao longo do eixo a uma distância da espira, conforme mostra a figura. Despreze as correntes de deslocamento do sistema.

Sabendo que o campo produzido pelo fio retilíneo em um ponto é dado por , onde é a distância de ao fio e é o vetor unitário que “circula” em torno do fio, encontre .

Calcule o fluxo magnético através da espira, tomando como o unitário normal à superfície.

Supondo que , determine a força eletromotriz induzida na espira?

Considere uma espira quadrada de lado percorrida por uma corrente estacionária no sentido anti-horário, e sujeita a um campo magnético externo estacionário e uniforme . A espira se encontra no plano , conforme a figura.

Calcule as forças sobre o lado horizontal superior do quadrado e sobre o lado vertical à direita do quadrado, exercidas pelo campo magnético externo.

Determine o momento de dipolo magnético associado à espira e calcule o vetor torque que o campo externo exerce sobre a mesma.

Determine o campo magnético produzido pela espira no seu centro .

Considere dois anéis circulares, um condutor e outro isolante, pertencentes a um mesmo plano, sujeitos a um campo magnético variável no tempo, perpendicular ao plano dos anéis.

Estando os dois anéis em repouso, em qual deles surgirá uma força eletromotriz induzida? Em qual deles surgirá uma corrente induzida?

Em nenhum dos anéis. Em nenhum dos anéis.

Em nenhum dos anéis. Somente no anel condutor.

Somente no anel condutor. Somente no anel condutor.

Em ambos os anéis. Somente no anel condutor.

Em ambos os anéis. Em ambos os anéis.

Uma espira circular move-se de baixo para cima na direção de um imã permanente fixo, assim como na figura abaixo.

Vista de cima a corrente no fio será:

no sentido horário e a força na espira será para cima

no sentido anti-horário e a força na espira será para cima

no sentido horário e a força na espira será para baixo

no sentido anti-horário e a força na espira será para baixo

no sentido horário e a força na espira será zero

no sentido anti-horário e a força na espira será zero

Um próton (carga , massa ), um dêuteron (carga , massa ), e uma partícula alfa (carga , massa ) entram numa região com campo magnético uniforme , todas com a mesma velocidade .

Sabendo-se que e que o próton se move numa circunferência de raio , podemos dizer que os raios das órbitas circulares do dêuteron e da partícula alfa são, respectivamente:

e .

e .

e .

e .

e .

Considere um plano infinito com uma densidade superficial de corrente .

Sabendo que esse plano contém os eixos e (que são perpendiculares entre si) e é perpendicular ao eixo , qual das afirmativas abaixo é verdadeira?

(Obs.: simetria plana é a simetria de translação nas direções e , e simetria axial é a simetria de rotações em torno de um eixo dado)

Pela simetria plana, o campo magnético sempre aponta na direção .

Pela simetria axial em torno de , o módulo do campo magnético independe das coordenadas e .

Pela simetria axial em torno de , o campo magnético sempre aponta na direção .

Pela simetria plana, o módulo do campo magnético independe das coordenadas e .

Pela simetria axial em torno de , o campo magnético sempre aponta na direção .

A figura a seguir mostra a seção reta de três fios que conduzem correntes estacionárias, com intensidade de mesmo módulo , que atravessam o plano da figura com sentidos indicados na mesma.

Quatro curvas orientadas indicadas pelas letras até são apresentadas na figura. A alternativa a seguir que melhor relaciona a circulação do campo magnético em cada curva é

.

.

.

.

.

Por um condutor cilíndrico maciço e infinito de raio passa uma corrente estacionária e axial uniformemente distribuída através de sua seção reta. O campo magnético a uma distância radial do eixo do condutor, em coordenadas cilíndricas , é igual a

e .

e .

e .

e .

e .

Seja uma superfície esférica S, dividida em duas metades e por um grande círculo . A partir da lei de Ampère, podemos afirmar que:

O fluxo do campo magnético através de é proporcional à circulação de corrente através de .

A circulação do campo magnético ao longo de é proporcional à intensidade de corrente através de .

A circulação do campo magnético ao longo de é proporcional à intensidade de corrente através de .

O fluxo do campo magnético através de é proporcional à circulação de corrente através de .

A circulação do campo magnético ao longo de é nula.