Exercícios Resolvidos de Eletromagnetismo - Campo Elétrico, Magnético e Materiais

O campo elétrico em uma determinada região do espaço tem valor nas seguintes direções Ey Ez 0 só existe campo então na direção Ex 4 NC O ponto A se encontra no eixo y 300 m e o ponto B está no eixo x em x 400 m Partido dessas informações qual é a diferença de potencial a 80 V b 32 V c 0 V d 32 V e 80 V O campo magnético dentro de uma bobina toroidal depende apenas da distância do eixo central e é proporcional à densidade e corrente do enrolamento Veja a figura a seguir Fonte httpsenglibretextsorgapidekifiles16290m0049fPathpngrevision1sizebestfitwidth469height416 Sabendo que o número de espiras é de 25 e a corrente que percorre a bobina é cerca de 2A a uma distância cerca de 30 cm do centro ou seja fora da bobina toroidal Qual é o campo magnético desta bobina ideal a 075 x 104 T b 55 x 104 T c 075 x 104 T d 75 T e 0 T A Figura abaixo mostra as linhas equipotenciais de um campo elétrico no qual uma carga elétrica se desloca realizando um trabalho de 400x 1019 J Qual é a diferença de potencial entre A e B Superfície equipotencial Linhas de Força Fonte o Autor 2022 Utilize a carga do elétron e 160 x 1019 C a 80 V b 95 V c 40 V d 25 V e 60 V Materiais paramagnéticos são materiais que tendem a ficar fracamente magnetizados na direção do campo de magnetização quando colocados em um campo magnético Com base nesta informação analise as asserções abaixo I Materiais paramagnéticos têm um momento de dipolo permanente ou momento magnético permanente No entanto se removermos o campo aplicado os materiais tendem a perder seu magnetismo PORQUE II o movimento térmico randomiza as orientações de spin dos elétrons A respeito dessas asserções assinale a opção correta a A asserção I é uma proposição verdadeira e a II é uma proposição falsa b As asserções I e II são proposições verdadeiras mas a II não é uma justificativa correta da I c As asserções I e II são proposições falsas d As asserções I e II são proposições verdadeiras e a II é uma justificativa correta da I e A asserção I é uma proposição falsa e a II é uma proposição verdadeira O magnetismo foi provavelmente observado pela primeira vez em uma forma de magnetita mineral chamada magnetita Os gregos antigos foram os primeiros conhecidos a usar esse mineral que chamaram de ímã por causa de sua capacidade de atrair outras peças do mesmo material e ferro Qual o composto químico da magnetita a Ferro e Hidrogênio b Ferro e Enxofre c Ferro e Oxigênio d Ferro e Enxofre e Ferro e Enxofre A lei de Coulomb descreve a força eletrostática entre objetos carregados A constante de proporcionalidade k é chamada constante de Coulomb Em unidades SI a constante k tem o valor a 899 x 109 Nm²c² b 899 x 106 Nm²c² c 899 x 108 C² d 90 N e 90 x 103 Nm²c² O campo magnético é mais forte e aglomerado perto dos pólos de um ímã À medida que nos afastamos dos pólos é fraco e as linhas tornamse menos densas Qual é a unidade do sistema internacional que mede o campo magnético ou a densidade de fluxo magnético a Tesla T b Gauss G c Volts V d Joules J e Ampére A Sabemos por experiência que é muito mais fácil trabalhar com escalares do que com vetores para isso o uso do potencial elétrico Sobre o potencial elétrico analise as assertivas a seguir I Potencial elétrico é a quantidade de trabalho necessária para mover uma unidade de carga de um ponto de referência para um ponto específico em um campo elétrico II A energia potencial para uma carga positiva diminui quando ela se move contra um campo elétrico e aumenta quando ela se move com o campo elétrico o oposto é verdadeiro para uma carga negativa III Embora o conceito de potencial elétrico seja útil para entender os fenômenos elétricos apenas as diferenças na energia potencial são mensuráveis Assinale a alternativa correta a Apenas I e III b Apenas a I c Apenas a III d Todas estão corretas e Apenas a II A compreensão atual do magnetismo baseada na teoria do movimento e interações dos elétrons nos átomos chamada eletrodinâmica quântica deriva do trabalho e dos modelos teóricos de dois alemães Ernest Ising 19001998 e Werner Heisenberg 19011976 Sobre a compreensão do magnetismo Assinale Verdadeiro V ou falso F O magnetismo surge de dois tipos de movimentos dos elétrons nos átomos O movimento orbital e de rotação independentemente conferem um momento magnético em cada elétron fazendo com que cada um deles se comporte como um pequeno ímã O momento magnético de um ímã é definido pela força rotacional experimentada por ele em um campo magnético de força unitária atuando perpendicularmente ao seu eixo magnético Em uma grande fração dos elementos o momento magnético dos elétrons se cancela devido ao princípio de exclusão de Pauli a V V V V b V V V F c F V V V d V V F F e V F F V A Figura mostra 5 cargas pontuais localizadas no vácuo Podemos analisar a partir da lei de Gauss o fluxo do campo elétrico que atravessa essa superfície Marque a alternativa que expressa corretamente o fluxo elétrico através da superfície S Considere ε como sendo a constante de permissividade do vácuo a 0 b q1q2q3 ε c q1q2q3qxq4 ε d ε e q1q2q3 ε Analise a proposição a seguir Qual o nome da equação que como uma corrente elétrica gera um campo magnético e inclui os efeitos da corrente de deslocamento a Lei de Gauss b Lei de Coulomb c Lei de Gauss para o magnetismo d Lei de Ampère generalizada e Lei de Faraday Em um transmissor de comunicação consideramos como uma fonte pontual de radiação eletromagnética que fornece uma potência média 2500 W Qual o valor do campo elétrico a um ponto distante de 20 m da fonte a 0 Vm b 194 Vm c 375 Vm d 425 Vm e 391 Vm Os rotores com as bobinas giram em um campo magnético isso é uma forma de medir campos magnéticos desconhecidos Considere uma bobina de raio de 10 cm contendo 50 espiras que gira em torno de um eixo perpendicular com determinado módulo do campo e uma frequência de 50 Hz Se a fem induzida máxima da bobina for de 6V encontre o valor do campo magnético Obs sen 90º 1 fem máxima a 05 T b 12 T c 012 T d 001 T e 12 T Uma onda senoidal com característica eletromagnética tem uma frequência de 900 MHz e se propaga no vácuo Sabendo que a velocidade de uma onda eletromagnética é de 3 x 108 ms Qual é o comprimento de onda dessa onda senoidal a 10 cm b 33 cm c 20 cm d 5 cm e 033 cm Em relação aos motores DC verifique as assertivas a seguir I Os motores DC operam no princípio do eletromagnetismo que afirma que um condutor de corrente sofre uma força quando colocado em um campo magnético II Os motores DC sem escovas não contêm carbono ou grafite em sua composição Eles geralmente englobam um ou mais imãs permanentes que giram em torno de uma armadura fixa III Os motores de imã permanente consistem em um rotor cercado por dois imãs permanentes opostos Os imãs fornecem um fluxo de campo magnético Quando a corrente passa o rotor gira no sentido horário ou antihorário a Somente as afirmativas I e III estão corretas b Todas as afirmativas estão corretas c Somente a afirmativa I está correta d Somente as afirmativas I e II estão corretas e Somente a afirmativa II está correta Um transformador elétrico é um dispositivo que permite aumentar ou diminuir a tensão de uma corrente elétrica Ele funciona com base no princípio da indução eletromagnética Em um transformador abaixador o maior valor é a Na corrente do secundário b Na corrente do primário c Na tensão parasita d Na tensão do secundário e Na tensão do primário O espectro eletromagnético é uma representação gráfica da variedade de frequências e comprimentos de onda de ondas eletromagnéticas Assinale Verdadeiro V ou Falso F As ondas eletromagnéticas podem ser classificadas em sete categorias principais rádio microondas infravermelho luz visível ultravioleta raiosX e raios gama O espectro eletromagnético é contínuo ou seja não há limites precisos entre as diferentes categorias de radiação eletromagnética A luz visível tem todo um espectro de cores Da cor vermelha com o a maior frequência e a cor violeta que tem o comprimento de onda mais longo Corpos físicos com temperaturas próximas a temperatura ambiente e acima emitem radiação na área infravermelha Assinale a alternativa correta a F V F F b V V F V c F V V V d V V V V e V V F F A lei de indução eletromagnética de Faraday também conhecida como lei de Faraday é a lei básica do eletromagnetismo que nos ajuda a prever como um campo magnético interage com um circuito elétrico para produzir uma força eletromotriz EMF Sobre a lei de Faraday analise a assertiva correta I A lei de Faraday afirma que uma corrente será induzida em um condutor que é exposto a um campo magnético variável II A lei da indução de Faraday explica o princípio de funcionamento dos motores geradores e indutores III O princípio básico de funcionamento do gerador elétrico é a lei de BiotSavartFaraday Faraday teve uma participação fundamental para realização conceitual do gerador a Somente as afirmativas I e III estão corretas b Somente a afirmativa III está correta c Todas as afirmativas estão corretas d Somente a afirmativa II está correta e Somente as afirmativas I e II estão corretas Em uma viagem de avião a companhia aérea pede aos seus passageiros desligar o telefone celular Uma das razões é que os sinais de telefone celular podem interferir com os sistemas eletrônicos do avião Existe uma propriedade das ondas emitidas que justifica esse apelo da companhia aérea que é a Fases opostas b Intensidade c Amplitude d Frequência e Audíveis Verifique as proposições a seguir e julgue I Em condutor ideal toda a carga elétrica líquida se situa na sua superfície II Um campo magnético variável com o tempo gera um campo elétrico Essas proposições são consequências diretas respectivamente da a Lei da Eletricidade e do teorema do magnetismo b Lei de Gauss e da lei de Faraday c Lei de Faraday e da lei de Gauss d Lei de AmpèreMaxwell e lei de Gauss e Lei de Gauss e da Lei de AmperèreMaxwell Campo 𝐵 𝜇0𝑁𝐼 2𝜋𝑅 4𝜋 107 𝑇𝑚 𝐴 252 𝐴 2𝜋030 𝑚 03 104 𝑇 0 𝑇 Trabalho e diferença de potencial 𝑊 𝑞𝑉𝐵 𝑉𝐴 Δ𝑉 𝑊 𝑞 400 1019 𝐽 160 1019 𝐶 25 𝑉 OPÇÃO d OPÇÃO c OPÇÃO a OPÇÃO a I está correta II está errada III está correta OPÇÃO a OPÇÃO a VVVV OPÇÃO e OPÇÃO d 𝐸 𝑃 2𝜋𝑅2𝜖0𝑐 2500 2𝜋2288510123108 𝑉 𝑚 194 𝑉 𝑚 OPÇÃO b 𝜀𝑚á𝑥 𝑁𝐴𝐵𝜔 𝑁𝜋𝑅2𝐵2𝜋𝑓 𝐵 𝜀𝑚á𝑥 𝑁𝜋𝑅22𝜋𝑓 𝜀𝑚á𝑥 2𝑁𝜋2𝑅2𝑓 6 𝑉 250𝜋2010 𝑚250 𝐻𝑧 𝐵 6 𝑉 250𝜋2010 𝑚250 𝐻𝑧 001215 𝑇 001 𝑇 𝑣 𝜆𝑓 𝜆 𝑣 𝑓 3108 𝑚 𝑠 900 𝑀𝐻𝑧 3108 𝑚 𝑠 900106 𝑠1 033 𝑚 33 𝑐𝑚 I está correto II está correto III está correto OPÇÃO b OPÇÃO e A tensão elétrica é abaixada através do campo magnético variável VVFV OPÇÃO b I está correto II correto III Errado OPÇÃO e OPÇÃO a Ocorre interferência destrutiva entre os sinais OPÇÃO b Campo 𝐵𝜇0 𝑁𝐼 2 𝜋 𝑅 4 𝜋 10 7 𝑇𝑚 𝐴 25 2 𝐴 2 𝜋 030𝑚 0310 4𝑇0𝑇 Trabalho e diferença de potencial 𝑊 𝑞𝑉 𝐵𝑉 𝐴 Δ𝑉 𝑊 𝑞 40010 19 𝐽 16010 19𝐶 25𝑉 OPÇÃO d OPÇÃO c OPÇÃO a OPÇÃO a I está correta II está errada III está correta OPÇÃO a OPÇÃO a VVVV OPÇÃO e OPÇÃO d 𝐸 𝑃 2 𝜋 𝑅 2𝜖0𝑐 2500 2𝜋 2 2 88510 12 310 8 𝑉 𝑚194 𝑉 𝑚 OPÇÃO b 𝜀𝑚 á𝑥𝑁𝐴𝐵 𝜔𝑁 𝜋 𝑅 2 𝐵2 𝜋 𝑓 𝐵 𝜀𝑚á𝑥 𝑁 𝜋 𝑅 2 2 𝜋 𝑓 𝜀𝑚 á𝑥 2 𝑁 𝜋 2 𝑅 2 𝑓 6𝑉 2 50𝜋 2 010𝑚 2 50𝐻𝑧 𝐵 6𝑉 2 50𝜋 20 10𝑚 2 50𝐻𝑧 001215𝑇001𝑇 𝑣𝜆 𝑓 𝜆𝑣 𝑓 310 8 𝑚 𝑠 900 𝑀𝐻𝑧 310 8 𝑚 𝑠 900 10 6𝑠 1033𝑚33𝑐𝑚 I está correto II está correto III está correto OPÇÃO b OPÇÃO e A tensão elétrica é abaixada através do campo magnético variável VVFV OPÇÃO b I está correto II correto III Errado OPÇÃO e OPÇÃO a Ocorre interferência destrutiva entre os sinais OPÇÃO b