Exercícios sobre Campos Magnéticos e Indução Eletromagnética

1 Um condutor consiste em uma espira circular de raio R e duas seções retas e longas como mostrado na Fig 01 O fio encontrase no plano do papel e conduz uma corrente I Encontre uma expressão para o campo magnético no centro da espira Fig 01 2 Um campo magnético não uniforme exerce uma força resultante sobre um dipolo magnético Um ímã forte é colocado sob um anel condutor de raio r que conduz uma corrente I como mostrado na Fig 02 Se o campo magnético B faz um ângulo θ com a vertical na localização do anel quais são a magnitude e a direção da força magnética resultante sobre o anel Fig 02 3 Considere um solenoide de comprimento l e raio R contendo N espiras pouco espaçadas e conduzindo uma corrente I a Em termos desses parâmetros encontre o campo magnético em um ponto ao longo do eixo em função da distância d à extremidade do solenoide b Mostre que à medida que l se torna muito longo B se aproxima de μ₀NI2l em cada extremidade do solenoide 4 Na Fig 03 a corrente no fio longo e reto é I₁50 A e o fio se encontra no plano da espira retangular que conduz 100 A As dimensões são c010 m a015 m e l045 m Encontre a magnitude e a direção da força resultante exercida sobre a espira pelo campo magnético criado pelo fio 5 Uma espira retangular de área A é colocada em uma região onde o campo magnético é perpendicular ao plano da espira Permitese que a magnitude do campo varie com o tempo de acordo com B Bmaxetβ onde Bmax e β são constantes O campo tem o valor constante Bmax para t 0 a Utilize a lei de Faraday para achar a fem induzida ε na espira b Obtenha um valor numérico para a fem induzida ε em t40 s quando A016 m² Bmax035 T e β20 s c Para os valores dados no item anterior qual é o máximo valor da fem induzida ε 6 Um bastão condutor de comprimento l gira a uma rapidez angular constante ω em torno de uma das extremidades em um plano perpendicular a um campo magnético B conforme a figura abaixo a Mostre que a diferença de potencial entre as extremidades do bastão é ½ Bωl² Obs Você não deve usar o argumento do item c neste item b Seja o ângulo θ entre o bastão girando e a linha traçada definida por θ ωt Mostre que a área da região no formato de torta percorrida pelo bastão durante o tempo t é ½ θ l² c Calcule o fluxo φₘ através desta área e aplique ε dφₘdt lei de Faraday para mostrar que a fem induzida por movimento é dada por ½ Bωl² OBS Só serão consideradas válidas as soluções com desenvolvimento completo isto é sem saltos e sem a inserção de partes ou termos que não tenham a devida justificativa O aluno deve fazer as questões passo a passo