P2 de Física 3 da UFRJ - 2015.1

Durante o processo de carga de um capacitor de placas paralelas por uma corrente , como se comportam os campos elétrico, , e magnético, , entre as placas do capacitor? [estacionário = não depende do tempo]

e não estacionário; e estacionário

e estacionário;

e estacionário; e estacionário

; e estacionário

e não estacionário; e não estacionário

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?

A figura abaixo mostra uma região atravessada perpendicularmente por várias correntes estacionárias com intensidades de mesmo módulo . Por convenção, as correntes que saem da página são representadas por ⊙ e as que entram na página por ⊗.

Estão representados, também, três diferentes caminhos fechados, orientados, para a determinação da integral .

Assinale a opção abaixo que melhor indica a relação entre tais integrais para os diferentes caminhos.

e

e

Não podemos determinar sem conhecermos as dimensões dos caminhos utilizados

Um circuito é formado por duas semicircunferências de raios e , como é mostrado na figura abaixo.

O vetor campo magnético produzido pelas correntes do fio no ponto P é dado por:

Considere dois cilindros ocos, de mesmo comprimento, o primeiro de (isolante), , e o segundo de alumínio (condutor não magnético), , ambos posicionados na vertical com relação ao solo.

Desejamos soltar duas barras, uma imantada, , e a outra não imantada, , no interior desses cilindros, simultaneamente. O que acontece quando:

soltamos a barra no tubo e a barra no tubo ; e soltamos a barra no tubo e a barra no tubo ?

Suponha que o experimento é feito na superfície da Terra e despreze a resistência do ar.

Ambas as barras chegam ao mesmo tempo ao solo; Ambas s barras chegam ao mesmo tempo ao solo.

A barra chega primeiro ao solo; Ambas as barras chegam ao mesmo tempo ao solo.

A barra chega primeiro ao solo; A barra chega primeiro ao solo.

A barra chega primeiro ao solo; Ambas as barras chegam ao mesmo tempo ao solo.

Ambas as barras chegam ao mesmo tempo ao solo; A barra chega primeiro ao solo.

Considere um trilho condutor em forma de , ao lado de um fio infinito que transporta uma corrente estacionária , como indica a figura (onde indicamos ainda os vetores unitários das coordenadas cilíndricas , e ).

Suponha que uma haste metálica de comprimento é colocada entre os dois braços do trilho formando um circuito fechado, e que uma força externa faz a haste deslizar sobre o condutor com velocidade constante .

Despreze as forças de atrito e a resistência do trilho, e considere que a resistência da haste é igual a . Despreze ainda qualquer efeito auto indutivo e capacitivo.

Qual a direção do campo magnético gerado pelo fio infinito, num ponto arbitrário? Argumente detalhadamente, utilizando seus conhecimentos de magnetismo e/ou argumentos de simetria.

Obtenha o módulo do campo magnético gerado pelo fio, num ponto arbitrário. Note que, dependendo do argumento utilizado, argumentos de simetria se farão necessários.

Calcule o fluxo magnético gerado pelo campo magnético do fio infinito no circuito (trilho + haste).

Determine o módulo e o sentido da corrente induzida no circuito. Novamente, argumente detalhadamente, utilizando seus conhecimentos de magnetismo.

Calcule a força magnética sobre a haste quando ela está a uma distância do fio infinito.

Considere um solenoide ideal de autoindutância , comprimento e com espiras. Ao montar-se um novo solenoide com um fio maior, de modo que ele tenha o dobro de espiras e o dobro do comprimento, qual será a autoindutância desse novo solenoide?

Seja uma superfície esférica dividida em duas semiesferas e por uma espira circular condutora ôhmica .

Sabendo-se a esfera está numa região onde há um campo magnético , que a espira tem uma resistência finita e desprezando qualquer efeito auto indutivo ou capacitivo, podemos afirmar que

o fluxo de através de é nulo.

o fluxo de através de é proporcional à corrente induzida na espira .

a circulação de em torno de é proporcional à corrente através de .

a taxa de variação temporal do fluxo de através de é proporcional à corrente induzida na espira .

a taxa de variação temporal do fluxo de através de é nula.

Considere as afirmativas abaixo:

A corrente induzida num circuito, devido à variação temporal do fluxo do campo magnético externo , surge sempre no sentido de gerar um campo magnético induzido oposto a .

Um solenoide infinito, de raio , paralelo ao eixo , é percorrido por uma corrente constante variável . Uma espira é colocada fora do solenoide, a uma distância de seu eixo. Podemos afirmar que a corrente induzida na espira gira no sentido anti-horário.

Duas espiras condutoras (do mesmo material) e , de raios respectivos e , são postas numa região de campo magnético uniforme, porém não constante, dado por . Considerando o fenômeno de indução, podemos afirmar que a corrente induzida em é o dobro da induzida em .

Quais são as afirmativas verdadeiras?

e

e

e

Nenhuma

Todas

Uma espira circular de área é atravessada por um campo magnético uniforme que oscila periodicamente no tempo. Considere que a dependência temporal dos campos (curva cheia) e (curva pontilhada) ilustrados nas figuras abaixo.

A máxima e o fluxo máximo de campo magnético se dão, respectivamente, nas situações

e .

e .

e .

e .

Para determinarmos a máxima e o fluxo máximo precisaríamos conhecer a resistência oferecida pelas espiras.

Infinitos fios condutores retilíneos, de comprimento infinito e seção transversal quadrada, são colocados lado a lado no plano , de forma compacta e paralelamente à direção . Cada fio conduz uma corrente (no sentido ) e há fios por unidade de comprimento transversal.

Qual das seguintes afirmações é correta?

O campo magnético aponta na direção e sentido de para e de para e seu módulo é .

O campo magnético aponta na direção e sentido de e seu módulo é .

O campo magnético aponta na direção e sentido de para e de para e seu módulo é .

O campo magnético aponta na direção e sentido de para e de para e seu módulo é .

O campo magnético aponta na direção e sentido de para e de para e seu módulo é .