P2 de Física 3 da UFRJ - 2018.2

Um fio fino, retilíneo, de comprimento , transporta uma corrente estacionária de intensidade , suprida por uma bateria. Considere um ponto sobre um eixo perpendicular ao fio e que passa por seu centro, a uma distância do mesmo. Se este ponto se encontra muito próximo do centro do fio, de forma que , podemos afirmar que a intensidade do campo magnético produzido pelo fio neste ponto será proporcional, aproximadamente, a:

Uma partícula carregada entra em uma região de campo magnético constante que aponta ao longo do eixo de um sistema de coordenadas. Sua velocidade inicial aponta ao longo do eixo , de forma que ela entra em um movimento circular uniforme de raio . A seguir, a partícula é acelerada por um campo elétrico que aponta em uma direção contida no plano , de forma que sua energia cinética é quadruplicada. O campo elétrico então é removido e a partícula volta a executar um movimento circular uniforme. Nessas condições, o raio deste novo movimento vale:

Um fio fino, retilíneo e infinito transporta uma corrente estacionária de intensidade , no sentido indicado na figura abaixo. Três espiras quadradas, , e , posicionadas no mesmo plano do fio e com dois de seus lados paralelos ao mesmo, se movem com velocidade constante nos sentidos indicados, preservando as suas orientações. As espiras e são condutoras, enquanto a espira é isolante. Responda, justificando cada resposta:

1. Haverá corrente induzida sobre a espira ? Se sim, indique o seu sentido.
2. Haverá força eletromotriz induzida sobre a espira ? Se sim, indique o seu sentido.
3. O fio exercerá força magnética sobre a espira ? Se sim, indique o seu sentido.

A figura abaixo mostra um hemisfério de raio imerso em uma região de um campo magnético constante de intensidade , que aponta perpendicularmente ao plano central do hemisfério. Considere uma superfície aberta formada apenas pela calota hemisférica. Podemos afirmar que a intensidade do fluxo de campo magnético através desta superfície vale:

7. 0

Considere uma fita retangular, feita de cobre, por onde passa uma corrente estacionária de intensidade com o sentido indicado na figura abaixo. A fita está sujeita à ação de um campo magnético constante  que aponta para fora do plano da fita. Considere os pontos , e indicados na figura. Sabendo que os portadores de carga no cobre são os elétrons, podemos afirmar que os potenciais elétricos nestes pontos, dados por , e , respectivamente, satisfazem:

No circuito mostrado na figura abaixo, o resistor possui resistência variável, podendo ser ajustado entre e . Um amperímetro e um voltímetro , ambos ideais, são instalados no sistema, como indicado. A voltagem e a corrente medida por eles são mostradas no gráfico. Com base nessas informações, podemos afirmar que a f.e.m e a resistência interna da bateria valem, respectivamente:

Uma espira condutora circular de raio transporta uma corrente estacionária de intensidade com sentido indicado na figura abaixo. Traça-se, então, uma curva amperiana circular , de raio , perpendicular ao plano da espira, com centro em um ponto da mesma e com a orientação indicada. Sobre essa situação, é CORRETO afirmar que:

1. Pela lei de Ampère, o campo magnético produzido pela espira tem o mesmo módulo em todos os pontos de .
2. Por simetria, o campo magnético produzido pela espira é tangente a em todos os pontos desta curva.
3. Pela lei de Ampère, o campo magnético produzido pela espira é tangente a em todos os pontos desta curva.
4. Por simetria, o campo magnético produzido pela espira tem o mesmo módulo em todos os pontos de .
5. A circulação do campo magnético produzido pela espira ao longo de vale .

Uma espira condutora circular de raio é posicionada sobre o plano de um sistema de coordenadas com seu centro sobre a origem, como mostrado no lado esquerdo da figura abaixo. Ela transporta uma corrente estacionária de intensidade , no sentido indicado.

1. Utilizando a lei de Biot-Savart, determine o campo magnético produzido pela espira (módulo, direção e sentido) em um ponto localizado sobre o eixo .
2. Uma segunda espira, idêntica à primeira, é posicionada paralelamente ao plano com centro no ponto . Ela transporta uma corrente estacionária de mesma intensidade , mas em sentido oposto ao da primeira, como indicado no lado direito da figura. Determine o campo magnético total (módulo, direção e sentido) produzido pelas duas espiras no mesmo ponto .
3. Determine o campo magnético total quando .

Uma espira condutora circular encontra-se em uma região de campo magnético uniforme, mas não estacionário , que aponta perpendicularmente ao seu plano. A intensidade deste campo varia com o tempo de acordo com o gráfico mostrado abaixo. Os instantes indicados no gráfico são todos positivos e o campo aponta no mesmo sentido durante todo o intervalo indicado. Sobre essa situação, considere as afirmativas abaixo:

1. A corrente induzida na espira durante o intervalo é estacionária.
2. Não há corrente induzida na espira durante o intervalo .
3. As correntes induzidas na espira durante os intervalos e possuem o mesmo sentido.

São VERDADEIRAS as seguintes afirmativas:

1. Nenhuma delas
5. e
6. e
7. , e
8. e .