P5 de Física 3 da UFRJ - 2020.2

Considere as seguintes quatro distribuições de corrente:

(I) Fio condutor fino, retilíneo e infinito, transportando uma corrente não-estacionária;

(II) Espira plana, circular, transportando uma corrente estacionária;

(III) Cilindro condutor sólido, infinito, de seção transversal circular, transportando uma corrente estacionária uniformemente distribuída sobre sua seção transversal.

Assinale a opção que indica corretamente para qual(is) dessa(s) distribuição(ões) a lei de Ampere é válida para uma curva fechada e orientada arbitrária.

a) Apenas na distribuição I.

b) Apenas na distribuição II.

c) Apenas nas distribuições II e III.

d) Apenas nas distribuições I e III.

e) Apenas nas distribuições I e II.

A corrente elétrica que passa em um fio varia com o tempo de acordo com a seguinte equação . Qual é o valor aproximado da carga total que passa através de uma seção transversal desse fio entre os instantes e ?

a)

b)

c)

d)

e)

Uma certa região possui campos elétrico e magnético uniformes. O campo magnético aponta na direção e sentido de  . Sabendo que uma partícula carregada atravessa essa região em movimento retilíneo e uniforme com velocidade (), qual é a direção e sentido do campo elétrico nessa região?

a)

b)

c)

d)

e)

Três cilindros condutores, circulares, retos, infinitos e idênticos são posicionados de forma que seus eixos são paralelos e cada um toca os outros dois. Suas seções transversais são mostradas na figura abaixo. Cada um dos cilindros é atravessado por uma corrente estacionária de mesma intensidade , uniformemente distribuída sobre suas seções transversais, fluindo para fora do plano da página. Considere a curva fechada e orientada mostrada na figura, formada por um triângulo cujos vértices coincidem com os eixos dos cilindros nesta seção. A circulação do campo magnético através de , definida por , é dada por

a)

b)

c)

d)

e)

Temos um circuito condutor na forma de triângulo equilátero de lado , ao longo do qual flui uma corrente elétrica estacionária de intensidade e sentido como representado na figura abaixo. Tal circuito está sujeito a um campo magnético constante (estacionário e uniforme) , com sentido indicado na figura. Marque a opção que melhor corresponde à força magnética resultante sobre o circuito.

a)

b)

c)

d)

e)

Uma espira circular condutora de raio , contida no plano , transporta uma corrente no sentido anti-horário. Tal espira está sujeita a um campo magnético , onde é uma constante. Podemos afirmar que o módulo do fluxo magnético através da espira, , é dado por:

a)

b)

c)

d)

e)

Sejam dois fios longos retilíneos que conduzem correntes estacionárias de mesma intensidade e mesmo sentido. Eles são paralelos entre si e estão separados por uma distância , conforme a figura.

Podemos dizer que o sentido do campo magnético resultante nos pontos P, Q e R (quando não nulo) é:

a) P: para direita; Q: para baixo; R: para direita.

b) P: nulo; Q: para cima; R: para esquerda.

c) P: nulo; Q: nulo; R: para cima.

d) P: para esquerda; Q: para baixo; R: nulo.

e) P: nulo; Q: para baixo; R: nulo.

Um fio fino circular, de raio , é percorrido por uma corrente estacionária de intensidade . No mesmo plano, temos um outro fio, constituído por dois segmentos retilíneos, longos e um arco de semicircunferência, concêntrico com o primeiro fio, de raio , conforme mostra a figura.

Qual deve ser a intensidade da corrente estacionária , nesse segundo fio, para que o campo magnético no centro comum seja nulo?

a)

b)

c)

d)

e)