FÍSICA I – ELETROMAGNETISMO

1 - (Unicamp) Um solenoide ideal, de comprimento 50 cm e raio 1,5 cm, contém 2000 espiras e é percorrido por uma corrente elétrica de 3,0 A. O campo de indução magnética B é paralelo ao eixo do solenoide e sua intensidade é dada por B = µ0 . n . i, onde n é o número de espiras por unidade de comprimento e i é a corrente elétrica. Sendo µ0 = 4π . 10-7 N/A2:

a) Qual é o valor de B ao longo do eixo do solenoide?

b) Qual é a aceleração de um elétron lançado no interior do solenoide, paralelamente ao eixo?

2 – Um elétron com velocidade 3,0 x 106 m/s penetra perpendicularmente em um campo magnético uniforme de indução 8 x 10-5 T, passando a descrever uma trajetória circular. A massa do elétron é 9,1 x 10-31 kg e sua carga é 1,6 x 10-19 C. Nestas condições, o raio da trajetória será de aproximadamente:

a) 1,8 m b) 18,0 m c) 0,12 m d) 0,21 m e) 21,0 m

3 – (UERJ) Para produzir a energia elétrica necessária a seu funcionamento, o navio possui um gerador elétrico que fornece uma potência de 16,8 MW. Esse gerador, cujo solenóide contém 10.000 espiras com raio de 2,0 m cada, cria um campo magnético de módulo igual a 1,5 × 10-2 T, perpendicular às espiras, que se reduz a zero no intervalo de tempo de 5 × 10-2 s.

A) O esquema a seguir representa o gerador.

Sabendo que sua massa é igual a 2,16 × 105 kg e que está apoiado em doze suportes quadrados de 0,5 m de lado, calcule a pressão, em N/m2, exercida por ele sobre os suportes.

B) Determine a força eletromotriz média induzida que é gerada no intervalo de tempo em que o campo magnético se reduz a zero.

4 – Uma bobina é feita com 200 espiras. Cada espira é um quadrado de 18 cm de lado e um campo magnético uniforme perpendicular ao plano da bobina é ligado. Se o campo muda linearmente de 0 para 0,50 T em 0,80 s, qual é a magnitude da fem. na bobina induzida nesse intervalo de tempo?

5 – (UFRJ) Uma partícula de massa m e carga elétrica positiva q entra em uma região na qual existem um campo elétrico e um campo magnético, ambos uniformes, constantes, perpendiculares entre si e de módulos respectivos E e B. O peso da partícula é totalmente desprezível comparado à força elétrica, de modo que podemos supor somente as forças elétrica e magnética agindo sobre a partícula na região.

A partícula entra na região com velocidade inicial v0, de módulo v0 = 2E/B e direção perpendicular aos campos elétrico e magnético, e desvia-se até atingir, com velocidade nula, uma distância máxima d da reta suporte da velocidade inicial v0. A partícula volta a aproximar-se dessa reta, de modo que sua trajetória é uma curva plana como ilustra a figura a seguir.

Considerando como dados E, B, q e m, calcule a distância d.

6 - U. E. Maringá-PR Uma carga Q = -3 C desloca-se com velocidade v = 4 m/s, na direção do eixo x, formando um ângulo de 30º com o campo magnético B de intensidade 15 T. Os vetores v e B estão no plano XY. Qual o módulo, em Newtons, da força magnética que atua na carga?