Física E 1

GABARITO

Física E – Semiextensivo – V. 4

Exercícios

01) E

IB

i

II B

i

III B

força (vertical, para cima)

força (perpendicular à folha, saindo dela)

F(horizontal, para a direita)

02) 34

B

i

N S NS

força(perpendicular à folha,entrando nela)

01. Falsa.02. Verdadeira. F = B . i . L . senθ04.Falsa.08. Falsa.16. Falsa.32. Verdadeira. F = B . i . L . senθ A força é diretamente proporcional ao produto do

campo pela corrente.

03) 68

A força é perpendicular ao plano da folha, entrando nela;

01. Falsa.02. Falsa.04. Verdadeira.08. Falsa.16. Falsa.32. Falsa.64. Verdadeira. F = B . i . L . senθ

Física E2

GABARITO

04) E

05) 10–2 T

L = 0,1 m

F = B . i . L . senθ1 . 10–3 = B . 1 . 0,1 . sen 90o

B = 1 . 10–2 T

fio perpendicular àslinhas de indução

= 90°q

06) C

07) i = 10 A B = 0,2 T

45°

1 m

1 m

B

45°

RP

Q

2 m

B

q = 45°i

PQ

F

F = B . i . L . sen 45o

F = 0,2 . 10 . 2 . 22

F = 2N Perpendicular à folha e para dentro dela.

x2 = 12 + 12

x2 = 2

x = 2 m

i

B

q = 90°

FRQ

F = B . i . L . sen 90o

F = 0,2 . 10 . 1 . 1 = 2N Perpendicular à folha e para fora dela.

b) Fresultante = FPQ + FPR + FQR = 0

Física E 3

GABARITO

08) AV = 4,8 Vm = 5 g = 5 . 10–3 KgL = 10 cm = 0,1 mR = 0,1 Ω

No fio todo temos:

V = R . i4,8 = 0,12 . ii = 40 A

Para que ocorra o equilíbrio:P = Fmagnética = 5 . 10–2 NF = B . i . L . senθ5 . 10–2 = B . 40 . 0,1 . 1B = 12,5 . 10–3 T

09) B

FR = 0Mresultante = 0

10) a)

b)

+

B

R

força

i

i

força

B

Visão frontal

Rotação no sentido anti-horário em relação ao leitor.

c) Diminuir a resistência do reostato de modo que au-mente a intensidade da corrente.

11) 42

01. Falsa. O campo resultante é diferente de zero.

02. Verdadeira. Br =

B1 +

B2

04. Falsa.08. Verdadeira.16. Falsa. Afastá-los.32. Verdadeira.

Física E4

GABARITO

12) C

13) B

F = µ

πo i i

d. . .

.1 2

2

F = 4 10 1 2 1

2 2 10

7

2

ππ

. . . ..

−

−

F = 2 . 10–5 . T Atração

14) C a = 1 cm = 1 . 10–2 m b = 8 cm = 8 . 10–2 m L = 30 cm = 30 . 10–2 m

a b

L

i = 20 A2

F12 F12

i = 30 A1

i2 i2

Sobre o trecho da espira à esquerda, temos uma força de atração de módulo:

F12 = µ

πo i i

d. . .

.1 2

2

= 24 10 30 20 30 10

2 1 10

7 2

2

ππ

. . . . .

. .

− −

− =

= 3,6 . 10–3 N

Sobre o trecho da espira à direita temos uma força de repulsão de módulo:

F'12 = µ

πo i i

d. . .

.1 2

2

= 2 4 10 30 20 30 10

2 9 10

7 2

2

π

π

. . . . .

. .

− −

−( ) F'12 = 0,4 . 10–3 N

Fresultante = F12 – F'12 = 3,6 . 10–3 – 0,4 . 10–3 = 3,2 . 10–3 N

15) A Repulsão

Física E 5

GABARITO

16) A

17) 0,30 cm

0,30 cm

A = 0,09 m2

a) ∅o = B . A . cos 0o

∅o = 0,2 . 0,09 . 1 ∅o = 1,8 . 10–2 wb

∅ƒ = B . A . cos 0o

∅ƒ = 0,8 . 0,09 .1 ∅ƒ =7,2 . 10–2 wb

b) ε = – ∆∆∅t=–

7 2 10 18 10

0 04

2 2, . , .

,

− −−( )

ε = – 1,35 V

18) 4401. Falsa. Não existe variação no fluxo.02. Falsa. Para que exista força eletromotriz induzida

basta haver variação no fluxo.04. Verdadeira.08. Verdadeira.

ε = – 1 4

1

−( ) = + 3V

16. Falsa. Não há variação no fluxo.32. Verdadeira.

ε = –∆∆∅t

= – 1 4

1

−( ) = – 3V

19) B Trecho V

ε = – ∆∆∅t=

− −( )0 12

0 1

,

,= + 12V

20) 5901. Verdadeira.02. Verdadeira.04. Falsa. São linhas fechadas.08. Verdadeira.16. Verdadeira.32. Verdadeira.64. Falsa. Geram campos elétricos.

21) E Para que haja força eletromotriz é necessário haver

variação no campo magnético que circula por dentro da bobina. Isso ocorre em todas as situações.

22) B

Ao transladar ao longo de y, não ocorre variação no campo dentro da espira.

23) 24 A

ε = v . . Bε = 80 . 0,6 . 10ε = 480 V

V = R . i480 = 20 . ii = 24 A

Física E6

GABARITO

24) BL = Im

ε = v . . B23,8 . 10–5 = v . 1 . 17 . 10–6

v = 14 m/sv2 = vo

2 + 2 = ∆X(14)2 = 02 + 2 . 10 . ∆X196 = 20 ∆X∆X = 9,8 m

25) B•Polarizaçãodabarra;•Verexercício55eateoriaacimadele.

Polarização no gerador: εTensão induzida: ε' = v . L . B

i = ε ε−

+’

R r

i = ε − v L B

R. .

26)

a)

A = πR2

A = 3 (2 . 10–2)2

A = 12 . 10–4 m2

ε = –∆∆∅t

= – 1 10 12 10 0 0

1 10

4 4

2

. . . . cos

.

− −

−

−( )o

ε = – 1,2 . 10–5 V

b) = 2πR = 2π . 2 . 10–2 m A = πR2 = π(1 . 10–3)2

Pois r = 1 mm = 1 . 10–3 m

Ass im: R = ρA

= 2 10 2 2 101 10

8 2

3 2

. . . . .( . )

− −

−

ππ

=

8 . 10–4 Ω V = R . I ∴ 1,2 . 10–5 = 8 . 10–4 . I ∴ i = 1,5 . 10–2 A

27) R = 4Ω N = 10 espiras

A = 0,3 m x 0,2 m x 0,06 m2

a) AB = 16 – 8 = 8T

ε = ∆∆∅t=

−AB At

o. . cos 0∆

=− 8 0 06 1

12. , .

, ε = – 0,4 . 10 espiras ε = – 4 V

b) V = R . i 4 = 4 . i ∴ i = 1A

28) 3,75 . 10–3 N

B = 0,15 T (entrando na página)

0,5 m v = 2,0 m/s

B = 0,15 TR = 30Ω

ε = v . . Bε = 2 . 0,5 . 0,15ε = 0,15 V

Física E 7

GABARITO

ε = R . i0,15 = 30 . ii = 0,005 A

F = B . i . L . senθF = 0,15 , 0,15 . 0,005 . sen 90o

F = 3,75 . 10–3 N

29) θ = 60o

a) ∅ = B . A . cosθ ∅ = 2 . 0,12 . cos 60o

∅ = 1,2 . 10–1 wb

b) ∅ = B . A . cosθ ∅ = 6 . 0,12 . cosθ ∅ = 3,6 . 10–1 wb

c) ε = − ∅∆

∆t= – 2 4 10

2 10

1

3

. ..

−

− = – 1,2 . 102 V

30) Lei da indução eletromagnética de Faraday.a) Verdadeira. Pois há variação do campo magnético

dentro da bobina.b) Falsa. Pois há variação do campo magnético dentro

da bobina.c) Falsa. Pois não há variação do campo magnético

dentro da bobina.

31) a) N = 100 espiras. ∆A = 15 cm2 = 15 . 10–4 m2

B = 50 . 10–6 T

R = 20 Ω t = 1,5 s

ε = N –∆∆∅t=

− −5 10 15 10 6015

6 4. . . . cos,

o

. 100

ε = – 2,5 . 10–6 V

V = R . i 2,5 . 10–6 = 20 . i i = 1 . 25 . 10–7 A

b)

Para haver repulsão magnética entre os condutores, eles devem ser percorridos por correntes elétricas de sentidos opostos. Assim, a corrente no outro fio deve ser de baixo para cima.

F = µ

πo i i

d. . .

.1 2

2

⇒ como i1 = i2 = i

F

= µ

πo i

d. 2

2

4 . 10–9 = 2 4 102 8 10

7 2

2

ππ

. .. .

−

−

i ⇒ 32 . 10–11 = 2 . 10–7. i2

i2 = 16 . 10–4 ∴ i = 4,0 . 10–2 A.

32) C

Logo, a corrente induzida cria um campo em sentido contrário.

Física E8

GABARITO

33) 28

Observação: em (1) o campo ⊗ estará aumentando a corrente induzida cria um campo em sentido contrá-rio;

Em (2) o campo ⊗ estará diminuindo a corrente indu-zida cria um campo no mesmo sentido.

01. Falsa. Na entrada a força magnética é . Na

saída a força magnética é . Logo, a

espira levará menos tempo para frear pois é cons-tantemente freada.

02. Falsa. 04. Verdadeira. Todo fio percorrido por corrente elétrica

esquenta (efeito Joule).08. Verdadeira. 16. Verdadeira. Veja a observação acima.

34) A

I. Em E1 teremos a formação de um norte e uma corrente de A para B. Assim uma corrente de C para D aparecerá em E2 defletindo a bússola (regra da mão direita).

II. Com o imã parado, não há indução eletromagnéti-ca e, portanto, a bússola mantém-se como na po-sição inicial.

III. Em E1 teremos a formação de um sul, e uma cor-rente de B para A será gerada. A situação descrita acarretará uma deflexão oposta à situação I.

35) 1101. Verdadeira. O sentido da corrente induzida é tal

que se opõe à causa que lhe deu origem. Como esta se deu a partir do aumento de um campo magnético , a corrente induzida cria um campo em sentido contrário.

02. Verdadeira.04. Falsa. À medida que a espira é introduzida no

campo, o módulo do fluxo magnético aumenta.08. Verdadeira.16. Falsa.

F = B . i . L . sen 90o

F = B . i . L como i = VR

F = B . VR

. a

36) A Observação: para que o diodo emita luz, é necessário

que o sentido da corrente coincida com a da represen-tação do diodo.

I. Verdadeira.

Física E 9

GABARITO

II. Falsa. O contrário: o diodo 2 acenderá e 1 manter-se-á apagado.

III. Falsa. O contrário: o diodo 2 apagará e 1 acender-se-á.

37) A

O sentido da corrente induzida se opõe à causa que lhe deu origem, diminuindo assim cada vez mais sua amplitude.

38) E

Como em I a área da espira é maior, o fenômeno da indução será mais intenso e, por consequência, o valor da corrente também será. Já os sentidos serão iguais.

39) 94

01. Falsa. O campo magnético decresce com o aumen-to da distância. Como as espiras se distanciam do fio, o campo magnético no seu interior diminui.

02. Verdadeira.04. Falsa. .

08. Verdadeira. A variação do fluxo por tempo será

maior ε = − ∅∆∆t

16. Verdadeira.32. Falsa.64. Verdadeira.

40) AI.

No momento em que a chave C é fechada, o cam-po magnético gerado por esse solenoide sobre o seguinte está aumentando.

Física E10

GABARITO

O campo gerado no solenoide abaixo é horizontal para direita e está aumentando. A corrente induzida cria um campo no sentido contrário; logo, horizontal para a es-querda. Perceba o sentido da corrente induzida.

II.

41) A

42) D Havendo um corrente contínua no circuito de cima, não

haverá variação do fluxo magnético no condutor de baixo, assim não haverá registro de corrente elétrica.

43) C Perceba que o condutor em questão, a bobina, trata-se de

um condutor aberto. Sendo assim, ao aproximarmos da bobina o ímã, haverá variação do fluxo e consequentemente força eletromotriz induzida, mas não haverá passagem de corrente.

44) E

45) D

46) A

No momento em que a chave ch é fechada, o campo magnético gerado por essa na bobina B estará aumentando, ocasionando indução e, portanto, aparecimento de corrente induzida.

47) 8601. Falsa. Na queda a corrente induzida irá gerar

um polo norte no solenoide se opondo ao movimento do ímã.

02. Verdadeira. Porque há variação do fluxo magnético.

04. Verdadeira.08. Falsa. Na entrada no solenoide a força mag-

nética é oposta à força peso, aumentando assim o tempo que o ímã leva para atravessar o solenoide.

16. Verdadeira. Na entrada o fluxo magnético no interior do solenoide estará aumentando, criando assim uma corrente. Da metade in-ferior até sair completamente, o fluxo dentro do solenoide estará diminuindo, criando uma corrente num sentido oposto ao da entrada.

32. Falsa. Haverá variação no fluxo, portanto f.e.m. induzida.

64. Verdadeira.

Física E 11

GABARITO

48) C

49) C Quando o aro penetra na região do campo, a corrente

induzida cria uma força em sentido contrário retardando o tempo de entrada. Quando o aro começa a sair da região onde existe o campo, a corrente induzida cria uma força em sentido contrário retardando o tempo de saída.

50) B

51) E

52) D

53) D máquina a vapor – gerador – lâmpada

energiatérmica

energiamecânica

energiaelétrica

energiatérmica

eluminosa

54) B

55) EI. Falsa. Pnominal máxima da Usina de Três Gargantas é

maior.II. Verdadeira.III. Verdadeira.

56) E•24turbinas–––––240MW(potênciainstalada) Assim cada turbina tem uma potência máxima de

10MW.•Aosdomingos 240MW.60%=144MW

I. Verdadeira.24.10MW.0,6=144MwII. Verdadeira.12.10MW=120MW ⊕ 12.10MW.0,2=24MW 144MWIII. Verdadeira.14.10MW=140MW ⊕ 1.10MW.0,4=4MW 144MW

57) 13

58) 1501. Verdadeira.02. Verdadeira.

04. Verdadeira. R = ρA

08. Verdadeira.16. Falsa. Os transformadores funcionam com base na

lei de Faraday (indução eletromagnética).32. Falsa. É diretamente proporcional ao quadrado da

corrente.

59) C (2) fusível (proteção) (4) gerador (3) motor ou receptor elétrico (1)

60) 06

01. Falsa. i2 = NN

2

1

. i

02. Verdadeira. Indução eletromagnética.04. Verdadeira.08. Falsa. Não necessariamente. Existem transforma-

dores abaixadores ou aumentadores de tensão.

16. Falsa. i2 = NN

2

1

. i1

61) CI. Verdadeira.

II. Falsa. VN

1

1

= VN

2

2

III. Verdadeira. IV. Verdadeira. Lei de Lenz.

Física E12

GABARITO

62) C

63) 4101. Verdadeira. 02. Falsa. A indução eletromagnética é ocasionada por

valores de correntes variáveis que induzem o apa-recimento de correntes induzidas no secundário.

04. Falsa. Um transformador não funciona ligando o pri-mário a uma fonte de tensão contínua. (bateria)

08. Verdadeira. VN

1

1

= VN

2

2

∴ V1

500 = 220

1000 ∴ V1 =

110 V.16. Falsa. Tanto a tensão quanto a corrente sofrem

transformações.32. Verdadeira. Ø = B . A . cosθ

64) CVN

1

1

= VN

2

2

∴ 11020

= V2

1000 ∴ V2 = 550 V

V2 = R2 . i2550 = 20 000 . i2

i2 = 0,275 A

65) E O transformador, para funcionar, precisa ser ligado a

uma fonte de tensão alternada. Da forma proposta, haverá fluxo no secundário, porém não haverá indução eletromagnética.

66) C

Veficaz = Vmáx

2

67) C

68) D N2 = 2N N1 = N V1 = 110 V i1 = 2 A

VN

1

1

= VN

2

2

1102

2

NVN

=

V2 = 220 V

i1 . N1 = i2 . N2

2 22N i N= . i2 = 1 A

P = V . i P = 220 . 1 P=220W

69) B

NN

1

2

= 10

VN

1

1

= VN

2

2

∴ V1 = V2 . NN

1

2

V1 = V2 . 10 ∴ V2 = V1

10

70) 05 N2 < N1 ∴ V2 < V1 ∴ i2 > i1

01. Verdadeira. 02. Falsa. O transformador não funciona ligado a uma

fonte de tensão contínua.04. Verdadeira.08. Falsa. i1 . N1 = i2 . N2 ∴ i2 > i116. Falsa.