PF de Física 3 da UFRJ - 2018.2

Um condutor possui duas cavidades separadas. No interior de uma cavidade há uma partícula de carga () e no interior da outra cavidade há uma partícula de carga . Sabendo que o condutor está neutro e que o sistema se encontra em equilíbrio eletrostático, podemos afirmar que a carga total distribuída sobre a superfície externa do condutor vale:

7. 0

Um fio isolante fino é dobrado na forma de de circunferência, como mostrado na figura abaixo. Seu centro coincide com a origem do sistema de coordenadas e ele se encontra carregado de forma que as porções no primeiro, segundo e quarto quadrantes estão uniforme e estacionariamente carregados com densidades lineares , e , respectivamente ().

Nessa situação, podemos afirmar que o campo elétrico produzido pelo fio na origem aponta no mesmo sentido do vetor:

7. O campo elétrico é nulo neste ponto.

Uma esfera condutora isolada está carregada com uma carga total negativa e encontra-se em equilíbrio eletrostático. Sejam , e pontos localizados no interior da esfera, na superfície da esfera e no exterior da esfera, respectivamente. Se os potenciais elétricos nestes pontos valem , e , podemos afirmar que:

Uma espira condutora quadrada de lado transporta uma corrente estacionária de intensidade . Sobre o campo magnético produzido por essa espira, é CORRETO afirmar que:

1. O campo magnético no centro da espira é nulo.
2. O fluxo do campo magnético através da superfície plana definida pela área da espira é nulo.
3. O campo magnético tem o mesmo módulo em todos os pontos sobre o eixo perpendicular ao plano da espira e que passa por seu centro.
4. O módulo do campo magnético no centro da espira não depende do tamanho da mesma.
5. Em pontos sobre o plano da espira, o campo magnético é perpendicular a este plano.

Considere um capacitor de placas circulares e paralelas de raio , cuja distância entre elas é muito menor que . Ele encontra-se inicialmente descarregado e começa então a ser carregado por meio de uma corrente cuja intensidade diminui com o tempo, fornecida por fios conectados às placas. Sobre essa situação, considere as afirmativas abaixo:

1. O campo elétrico gerado entre as placas do capacitor é não-estacionário.
2. O campo magnético gerado entre as placas do capacitor é não-estacionário.
3. As linhas do campo magnético gerado entre as placas do capacitor serão circulares e paralelas às placas.

São CORRETAS as afirmativas:

1. Somente
2. Somente
3. Somente
4. , e
5. Somente e
6. Somente e
7. Somente e
8. Nenhuma delas

A figura abaixo mostra três fios condutores finos, retilíneos e infinitos transportando correntes estacionárias com as intensidades e sentidos indicados. Considere as quatro curvas fechadas , , e indicadas na figura. Seja o módulo da circulação do campo magnético resultante ao longo da curva (). Nesta situação, podemos afirmar que:

Uma espira condutora retangular de lados e é posicionada sobre um sistema de coordenadas como mostrado na figura abaixo. Um de seus lados está sobre o eixo e o seu plano forma um ângulo com o plano . Ela transporta uma corrente estacionária de intensidade , no sentido indicado, e encontra-se sob a ação de um campo magnético constante  , também indicado na figura. Nessas condições, o torque que o campo magnético exerce sobre a espira vale:

Três resistores idênticos de resistência podem ser combinados de duas formas distintas, como mostrado na figura abaixo. Em ambos os arranjos, a combinação é conectada a uma bateria que fornece uma diferença de potencial constante , como indicado. Sejam e as potências dissipadas pelos resistores em destaque nos arranjos e , respectivamente. Podemos afirmar que a razão vale:

7. 1

Uma espira condutora quadrada é posicionada sobre o mesmo plano de um fio condutor fino, retilíneo e infinito, como mostrado na figura abaixo. Ela é mantida fixa com dois de seus lados paralelos ao fio. Nessa situação, observa-se que surge uma corrente induzida na espira com sentido anti-horário e que o fio exerce uma força magnética atrativa sobre a espira. A partir dessas observações, podemos afirmar que:

1. Uma corrente não-estacionária flui da esquerda para a direita ao longo do fio, e sua intensidade diminui com o tempo.
2. Uma corrente não-estacionária flui da esquerda para a direita ao longo do fio, e sua intensidade aumenta com o tempo.
3. Uma corrente não-estacionária flui da direita para a esquerda ao longo do fio, e sua intensidade diminui com o tempo.
4. Uma corrente não-estacionária flui da direita para a esquerda ao longo do fio, e sua intensidade aumenta com o tempo.
5. Uma corrente estacionária flui da esquerda para a direita ao longo do fio.
6. Uma corrente estacionária flui da direita para a esquerda ao longo do fio.

Um capacitor de placas planas e paralelas encontra-se carregado e armazena inicialmente uma energia . A seguir, deseja-se inserir um material dielétrico no capacitor, de forma a ocupar todo o volume entre as placas. A inserção pode ser feita de duas formas diferentes:

1. A inserção é feita com o capacitor mantido isolado, de forma que a carga armazenada nele permanece inalterada.
2. A inserção é feita com o capacitor conectado a uma bateria que fornece uma diferença de potencial constante entre as placas.

Sejam e as energias armazenadas no capacitor após a inserção do dielétrico pelas formas e , respectivamente. Podemos afirmar que:

Duas partículas de cargas e estão separadas por um distância , como mostra a figura abaixo. Nessa situação, podemos afirmar que o trabalho realizado pela força elétrica para trazer uma terceira partícula de carga do infinito para o ponto indicado na figura vale:

5. 0

Considere um sistema formado por um fio fino, retilíneo e infinito coplanar a uma espira circular, como mostrado na figura abaixo. Tanto o fio retilíneo quando a espira circular transportam correntes estacionárias de intensidade , com os sentidos indicados na figura. Nessa situação, podemos afirmar que o sentido das forças que o fio exerce sobre a espira, e que a espira exerce sobre o fio são, respectivamente:

7. Não haverá força resultante sobre o fio e a espira.

Um cubo isolante de aresta encontra-se uniformemente carregado em todo o seu volume e possui uma carga total . Desenha-se, então, uma superfície fechada , também cúbica e de aresta , concêntrica ao cubo original e com faces paralelas ao mesmo, como mostra a figura abaixo.

Sobre esse sistema, considere as afirmativas abaixo:

1. O fluxo do campo elétrico produzido pelo cubo através de tem módulo igual a .
2. O campo elétrico produzido pelo cubo tem a mesma direção em todos os pontos de uma das faces de .
3. O campo elétrico produzido pelo cubo tem o mesmo módulo em todos os pontos de .

São corretas as afirmativas:

1. Somente e
2. Somente
3. Somente
4. Somente e
5. Somente e
6. Somente
7. , e
8. Nenhuma delas.

Duas partículas de cargas e () são fixadas sobre o plano , como mostrado na figura abaixo (note que ). Em que ponto deste plano deve ser posicionada uma terceira partícula, de carga , para que o campo elétrico resultante produzido pelas três partículas seja nulo na origem?