P3 de Física 3 da USP - 2012

A figura abaixo mostra uma barra condutora de comprimento , deslizando para a direita, com velocidade constante , em contato com um fio, de modo a formar um circuito de resistência . Também está ilustrado na figura um campo magnético , constante e uniforme, saindo da página.

Determine o sentido da corrente induzida no circuito (horário ou anti-horário), justificando sua resposta.

Calcule a corrente induzida .

Calcule o vetor força externa que está sendo aplicada na barra de modo a manter sua velocidade constante.

Um solenoide longo, com enrolamento compacto, produz um campo magnético em seu interior, no vácuo.

Quando o solenoide é preenchido por um determinado material, observa-se que o campo magnético no seu interior diminui para . Calcule a susceptibilidade magnética do material. Como se classifica esse material quanto à sua propriedade magnética?

O solenoide é agora preenchido por um núcleo de ferro com permeabilidade magnética 1000 vezes maior que o valor no vácuo. Determine a magnetização e o campo magnético no interior do núcleo em função de e .

Quando a corrente no solenoide é desligada, o núcleo de ferro apresenta uma magnetização remanente uniforme igual a . Determine o novo valor do campo magnético no interior do núcleo.

Considere o circuito formado por uma bateria com fem , um resistor com resistência , um capacitor com capacitância , um indutor com indutância e uma chave comutadora com duas posições: e .

A chave permanece na posição por um tempo muito longo. Nesta situação, em um instante definido como , a chave passa para a posição b.

Qual é a carga na placa superior do capacitor em .

Deduza a equação diferencial para a carga na placa superior do capacitor com a chave na posição . Sabendo que a solução geral da equação diferencial tem a forma , determine . Usando as condições iniciais para o problema determine e .

Determine a energia no capacitor e a energia no indutor como função do tempo. A soma das energias no capacitor e no indutor depende do tempo?

A figura abaixo mostra um fio condutor retilíneo, conduzindo uma corrente

O fio é coplanar a uma bobina retangular com espiras compactas. A bobina possui resistência . O fluxo do campo magnético gerado pelo fio através de uma espira da bobina é dado por , onde não depende do tempo.

Obtenha a indutância mútua do sistema fio e bobina em função de e .

A figura abaixo mostra um fio condutor retilíneo, conduzindo uma corrente

O fio é coplanar a uma bobina retangular com espiras compactas. A bobina possui resistência . O fluxo do campo magnético gerado pelo fio através de uma espira da bobina é dado por , onde não depende do tempo.

Calcule a potencia instantânea dissipada na bobina.

Calcule o fluxo e, através dele, determine o valor da constante em termos de , , e .