P6 de Física 3 da UFRJ - 2020.2

Um cilindro condutor infinito, de seção transversal circular de raio , possui uma densidade de corrente estacionária, mas não-uniforme dada por , onde é uma constante positiva, é a distância até o eixo do cilindro e é o vetor unitário da direção paralela ao eixo do cilindro. Nessa situação, podemos afirmar que o campo magnético produzido pelo cilindro em pontos dentro dele tem módulo proporcional a:

Escolha uma:

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Na figura a seguir vemos duas espiras circulares de mesmo eixo separadas por uma distância grande comparada com . A espira de raio se encontra fixa e por ela circula uma corrente estacionária de intensidade e sentido mostrado na figura, enquanto a espira de raio se move com velocidade constante ao longo do eixo comum, podendo se aproximar ou se afastar da espira de raio .

Nessa situação, podemos afirmar que:

Escolha uma:

. Se a espira de raio se afasta da espira de raio , a corrente induzida na espira de raio terá sentido oposto ao da corrente da espira de raio .

. Se a espira de raio se aproxima da espira de raio , a corrente induzida na espira de raio terá o mesmo sentido da corrente da espira de raio .

. Se a espira de raio se afasta da espira de raio , a corrente induzida na espira de raio terá o mesmo sentido da corrente da espira de raio .

. Não haverá corrente induzida na espira de raio , independentemente do sentido de seu movimento.

. A corrente induzida na espira de raio terá o mesmo sentido da corrente na espira de raio , independentemente do sentido de seu movimento.

Uma placa condutora infinita de espessura é posicionada de forma que seu plano médio coincide com o plano de um sistema de coordenadas, como mostrado na figura abaixo. Ela possui uma densidade de corrente constante dada por . Nessa situação, o campo magnético produzido pela placa nas regiões e vale, respectivamente:

Escolha uma:

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Numa experiência de efeito Hall, uma tira condutora na forma de um paralelepípedo está disposta conforme indica a figura abaixo, sendo percorrida por uma corrente cujo sentido convencional está assinalado na figura. Sabe-se que o sinal das cargas dos portadores livres é positivo e que o potencial , na face de maior coordenada é maior que o potencial na parte inferior, , após o sistema atingir o regime estacionário. Indique a opção correta para uma possível direção de um campo magnético externo que provoca o efeito Hall.

Escolha uma:

Uma espira condutora circular de raio é posicionada sobre o plano de um sistema de coordenadas com seu centro sobre a origem, como mostrado na figura abaixo. Ela transporta uma corrente estacionária de intensidade , no sentido indicado. Considere um elemento de comprimento infinitesimal desta espira, como indicado na figura. Qual é a componente radial (perpendicular ao eixo ) da contribuição deste elemento para o campo magnético em um ponto localizado sobre o eixo ?

Escolha uma:

A figura mostra uma pequena barra condutora , contida no plano , que tem sua extremidade pivotada ao eixo , de forma a poder girar livremente em torno dele com velocidade angular de módulo constante . Um campo magnético constante (estacionário e uniforme), perpendicular ao plano de seu movimento e orientado no sentido negativo do eixo , ocupa o semi-espaço superior , como mostrado na figura. Sabendo que no instante inicial , qual dos gráficos abaixo melhor representa a diferença de potencial , como função do tempo, a cada volta completa em torno do eixo?

Escolha uma:

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Seja um segmento reto de fio de comprimento , por onde passa uma corrente estacionária de intensidade (suprida por um circuito conectado a este segmento).

Considere os pontos e dados na figura. A intensidade do campo magnético produzido pelo segmento nestes pontos vale:

Escolha uma:

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. Considere duas situações: na primeira, uma espira circular de área é atravessada perpendicularmente por um campo magnético uniforme que oscila periodicamente no tempo de acordo com a curva na figura abaixo (curva cheia), e na segunda situação a mesma espira é atravessada perpendicularmente por um campo magnético uniforme oscilante descrito pela curva (curva pontilhada). Podemos afirmar que a menor amplitude do fluxo de campo magnético e a maior amplitude da força eletromotriz induzida ocorrem, respectivamente, nas situações:

Escolha uma:

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. Não é possível determinar sem conhecer a resistência elétrica da espira

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Um sistema a vácuo possui um pequeno vazamento de gás, cujos íons possuem carga e massa . Os íons escapam do vazamento na direção com velocidade de módulo . Para medir a intensidade do vazamento, aplica-se um campo magnético uniforme e estacionário de módulo e posicionamos um detector de partículas à direita da saída de gás no plano , conforme mostrado na figura abaixo.

A que distância devemos posicionar o detector e que direção e sentido deve possuir o campo magnético para que os íons sejam detectados?

Escolha uma:

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, qual dos gráficos abaixo melhor representa o comportamento do módulo do fluxo de campo magnético através da área definida pelo circuito como função do tempo ?

Escolha uma: