P2 de Física 3 da USP - 2020.1

Considere uma medida de magnetização em um material em função do campo magnético onde: para campo nulo a magnetização seja nula e que diminua conforme o campo magnético aumente. Com base nessas informações e desconhecendo a natureza do material podemos afirmar que:

1. No material, a magnetização por contribuições diamagnéticas deve ser maior que por contribuições paramagnéticas e ferromagnéticas.
2. Nenhuma das afirmativas listadas.
3. A susceptibilidade magnética do material é positiva e constante
4. A susceptibilidade magnética do material é zero devido ao fato de que a magnetização de opõe ao campo magnético aplicado.
5. O material deve ser predominantemente ou paramagnético ou ferromagnético.

Deseja-se fazer um resistor na forma de uma mola enrolando um fio em torno de um cilindro isolante. Para tornar o valor da indutância o menor possível podemos:

1. Enrolar o fio com o maior número possível de volta.
2. Fazer nenhuma das afirmações listadas.
3. Enrolar metade do fio em metade do cilindro e a outra metade do fio na outra metade do cilindro.
4. Enrolar metade do fio em um sentido e a outra metade do fio em sentido contrário sobre a camada anterior.

Um campo magnético não estacionário atravessa uma espira de área . A corrente induzida na espira é associada a um campo eletrostático. Verdadeiro ou falso?

Um toroide de seção reta transversal circular uniformemente enrolado com voltas é preenchido com um material composto de oxigênio líquido, de constante de susceptibilidade magnética . O raio médio do toroide é de e o raio da seção transversal é . Se uma corrente de passa pelo fio, encontre qual foi o aumento do campo magnético devido à presença do oxigênio líquido.

Considere um capacitor de placas paralelas circulares de raio separadas por uma distância . Se o capacitor está sendo carregado com uma corrente de , determine a corrente de deslocamento do capacitor.

Considere as afirmações abaixo e assinale a alternativa correta:

1. De acordo com a lei Ampère-Maxwell, durante o processo de carga de um capacitor de placas paralelas por uma corrente constante o campo elétrico entre as placas não é estacionário.
2. As linhas de campo magnético não nascem nem morrem nos ímãs, apenas os atravessam, ao contrário do que ocorre com os corpos condutores eletrizados que originam linhas de campo elétrico.
3. A concentração das linhas de força do campo elétrico ou das linhas de campo magnético indica, qualitativamente, onde a intensidade do respectivo campo é maior.

Escolha uma:

1. Somente as afirmativas e são verdadeiras;
2. Somente a afirmativa é verdadeira;
3. Todas as afirmativas são verdadeiras;
4. Somente as afirmativas e são verdadeiras
5. Somente as afirmativas e são verdadeiras.

Uma barra de comprimento e resistência desliza, sem atrito, sobre um trilho inclinado por um ângulo de . O conjunto está em um campo magnético , com linhas de campo verticais direcionadas para baixo. A barra é solta a partir do repouso de uma certa altura no trilho e começa a deslizar devido ao seu peso . Qual é o valor da velocidade terminal?

Considere um sistema cujos vetores campo elétrico e magnético são dados e respectivamente, onde e são constantes e denotam coordenadas cartesianas e, denota a variável temporal. Usando as equações de Maxwell, determine o módulo da densidade de corrente do sistema para e .

A seguinte afirmação é verdadeira ou falsa: “Classicamente, os extremos de uma agulha ferromagnética podem ser representados como polos magnéticos. Na presença de um campo magnético externo, a energia magnética mínima se estabelece quando a agulha está na direção do campo magnético e, o sentido do polo norte para o sul da agulha aponta no mesmo sentido do campo magnético”.

Um anel e raio é colocado concentricamente em um solenoide muito longo de espiras, comprimento e diâmetro . Qual a indutância mútua quando ?

2. Nenhuma das alternativas listadas

Dois fios paralelos e idênticos, transportam correntes e , no mesmo sentido, respectivamente. Considerando que , qual das seguintes afirmações representa a relação entre as forças magnéticas e que os respectivos fios e experimentam?

Uma onda eletromagnética tem uma frequência e se propaga no vácuo, com campo magnético . O eixo tem direção e o eixo tem direção . Qual das alternativas abaixo corresponde ao vetor de Poyting e o valor médio do vetor de Poyting (I)? Use a velocidade da luz e a permeabilidade magnética para dar a resposta do módulo do vetor de Poyting e o valor médio do vetor de Poynting em , e outras quantidades físicas relacionadas à onda eletromagnética em unidades . [Considere nas alternativas que os números no argumento da função estão nas unidades e para as variáveis e respectivamente].

1. Nenhuma das alternativas;
2. se propagando no sentido do eixo negativo e
3. se propagando no sentido do eixo positivo e
4. se propagando no sentido do eixo positivo e
5. se propagando no sentido do eixo negativo e
6. se propagando no sentido do eixo positivo e
7. se propagando no sentido do eixo positivo e