P2 de Física 3 da UFRJ - 2019.2

Um circuito fino, percorrido por uma corrente estacionária de intensidade , é constituído por 3 quartos de circunferência. Todos esses 3 arcos têm raio e situam-se em 3 diferentes planos ortogonais, com centro comum com a origem O de um sistema de coordenadas cartesianas, conforme mostra a figura abaixo. Qual é o campo magnético produzido por este circuito na origem O?

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 do plano do fio e com dois de seus lados paralelos a ele, se movem com velocidade constante nos sentidos indicados. As espiras e são condutoras, enquanto a espira é perfeitamente isolante. Em quais dessas espiras há uma força eletromotriz induzida?

1. Apenas B e C
2. Apenas A
3. Apenas B
4. Apenas C
5. Apenas A e B
6. Apenas A e C
7. A, B e C
8. Nenhuma delas

Uma barra condutora se move com velocidade constante e atrito desprezível sobre um par de trilhos condutores com a forma mostrada na figura abaixo. O sistema está imerso em um campo magnético constante que aponta para dentro do plano do papel. Sabendo que no instante a barra se encontra no ponto de cruzamento dos trilhos, quais dos gráficos abaixo melhor representam o comportamento dos módulos do fluxo de campo magnético e da força eletromotriz induzida no circuito como função do tempo , respectivamente?

1. III e I
2. I e II
3. II e I
4. I e III
5. II e III
6. III e II

A barra na figura abaixo é formada por dois materiais diferentes. Ambos possuem uma seção transversal quadrada de lado igual a . O primeiro material possui uma resistividade e comprimento , enquanto o segundo tem resistividade e comprimento . Qual dos valores abaixo melhor representa a resistência elétrica dessa barra entre as suas extremidades?

A figura abaixo mostra três espiras condutoras circulares transportando correntes estacionárias com intensidades e sentidos indicados. Qual é o valor da circulação do campo magnético resultante produzido pelas três espiras ao longo da curva fechada e orientada mostrada na figura, ?

A figura mostra um campo magnético constante (uniforme e estacionário) preenchendo uma faixa retangular de altura muito grande e largura . Se uma partícula de massa e carga elétrica , com velocidade , incidir perpendicularmente a tal faixa, qual o módulo máximo que sua velocidade pode ter para que ela não colida com o painel ?

Considere um fio cilíndrico circular, sólido, de raio e com altura infinita, como mostrado na figura abaixo. Através de tal fio, há uma densidade de corrente elétrica estacionária, mas não uniforme dada por , onde é uma constante positiva, é a distância até o eixo do fio e o seu correspondente unitário.

(a) Determine a intensidade de corrente elétrica que passa através de uma seção transversal qualquer do fio. Sugestão: tome como elemento de superfície um anel de raio e espessura infinitesimal .

(b) Sendo um ponto arbitrário com coordenadas cilíndricas , informe qual(is) componente(s) do vetor campo magnético é (são) nula(s), indicando ainda de que coordenada(s) ela(s), de fato, pode(m) depender. Justifique.

(c) Com base no resultado do item (b), identifique uma curva fechada e orientada apropriada para a dedução do campo magnético, e determine uma expressão para a circulação de tal campo ao longo dela:

(d) Aplicando a lei de Ampère, deduza expressões para o vetor campo magnético (i) fora

e (ii) dentro do fio.

(e) Faça um esboço cuidadoso do gráfico do módulo de como funções de , marcando explicitamente

quaisquer pontos relevantes.

. A figura abaixo mostra quatro fios finos e condutores, e , que transportam correntes estacionárias de mesma intensidade do ponto ao ponto . Eles estão completamente imersos em um mesmo campo magnético constante que aponta para cima,

como indicado pelas setas. Dessa forma, podemos afirmar que a força magnética exercida pelo campo tem o maior módulo sobre o fio:

Não há dados suficientes para afirmar.

. Considere as representações e expressões para os seguintes campos vetoriais ( é uma constante positiva):

Qual(is) de tais campos nitidamente não pode(m) ser campo(s) magnético(s)?

Somente e

Somente e

Somente e

Nenhum deles pode ser campo magnético

Todos podem ser campos magnéticos

Somente

Somente

Somente