Questõessobre Campo e Força Magnética

Uma partícula de massa m = 2,0 x10 -18 kg e carga positiva q = 6,0 x 10-12 C é colocada em um campo magnético de módulo B = 50,0 T . Sabendo que os vetores B e v são perpendiculares entre si, determine o módulo da intensidade da força que atuará sobre a partícula, em newton.

No último mês de setembro entrou em funcionamento no CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, localizado na Suíça) o maior acelerador de partículas do mundo, o LHC (Large Hadron Collider), com um anel de colisão com cerca de 27 km de circunferência e 8,6 km de diâmetro, instalado num túnel subterrâneo, numa zona de fronteira da Suíça com a França. São 27 quilômetros de túneis que visam a colidir dois feixes de prótons a 99,9% da velocidade da luz, guiados pela ação de campos magnéticos muito elevados. Imagine, numa situação análoga, um próton percorrendo uma trajetória circular sob a ação de um campo magnético uniforme, com velocidade constante, conforme a figura.  

As afirmativas abaixo são feitas com base na situação exposta anteriormente. Levando em conta a geometria da figura, analise as afirmativas que vêm a seguir e assinale a alternativa correta.

I. Se o próton se desloca no sentido anti-horário, então o campo magnético está orientado perpendicularmente ao plano da folha, e aponta para dentro.

II. Se o próton se desloca no sentido horário, então a direção do campo magnético é tangente à trajetória, no sentido horário.

III. Se o campo magnético for perpendicular ao plano da folha, saindo dela, o próton se deslocará no sentido horário. 

A figura mostra uma espira metálica circular fixa e um ímã em forma de barra que pode se mover apenas para direita (D) ou para esquerda (E) e sempre sobre a linha tracejada que passa pelo centro da espira e é perpendicular ao plano que contém a espira. Enquanto o ímã estiver se movendo, circulará pela espira uma corrente elétrica induzida no sentido horário (H) ou anti-horário (A). Os dois polos magnéticos do ímã não estão identificados na figura. Sabe-se, apenas, que o polo mais próximo da espira é chamado de polo X.

Em relação a esse sistema, assinale a alternativa correta.

O conceito de linhas de campo ou linhas de força representa interações à distância, que podem ser de natureza gravitacional ou eletromagnética, e é fundamental na descrição de muitos fenômenos físicos. Das situações apresentadas a seguir, assinale a que está de acordo com as leis do Eletromagnetismo.

Uma espira metálica retangular ABCD, de área constante, está totalmente imersa em um campo magnético uniforme horizontal criado na região entre dois polos magnéticos norte e sul, como representado na figura. Inicialmente, a espira está em repouso em um plano vertical perpendicular às linhas de indução do campo magnético.

Suponha que a espira gire 90º no sentido anti-horário, em torno de um eixo vertical, nesse campo magnético. Enquanto isso acontece,

Considere uma região com campo magnético uniforme de módulo 5,0 T. Qual é o módulo da força magnética sobre um pedaço de fio reto de tamanho 2,0 cm, percorrido por uma corrente elétrica de 50 μA com direção perpendicular ao campo magnético? Dado: 1 μA = 10−6 A.

A figura mostra um solenoide colocado sobre uma superfície horizontal, ligado a uma bateria, e visto de cima para baixo.

O campo magnético gerado por esse solenoide será semelhante ao de um ímã em forma de barra, também sobre uma superfície horizontal e visto de cima para baixo, corretamente representado por

Três ímãs idênticos, em forma de barra, estão dispostos com uma de suas extremidades equidistantes de um ponto P, como mostra a figura.

O campo de indução magnética resultante da ação dos três ímãs no ponto P é representado pelo vetor

Em um espectrômetro de massa, um composto orgânico de massa M, positivamente ionizado com carga Q, penetra numa região de vácuo com campo magnético uniforme de módulo B = 1,0 T, direção perpendicular ao plano da figura e sentido saindo da página. Sabendo que a velocidade com que o composto entra na região de campo tem módulo v0 = 2,0 × 10⁴ m/s e que o raio da sua trajetória circular é R = 0,20 m, calcule a razão M/Q deste composto orgânico.

Quando o cérebro humano se encontra em atividade, pequenos pulsos elétricos são produzidos na sua superfície. Embora de intensidade muito pequena, os campos magnéticos gerados por estes pulsos podem ser detectados pela técnica de magnetoencefalografia (MEG). Considere um pulso cerebral de corrente elétrica de magnitude 10 µA, onde 1 µA = 10−6 A. Se essa corrente percorresse um fio retilíneo infinito no vácuo, qual seria o campo magnético gerado por ela a uma distância de 20 cm do fio? Dado: permeabilidade magnética no vácuo = 4π x 10−7 N/A2 .

O ruído ritmado escutado pelos pacientes durante os exames de ressonância magnética em hospitais é proveniente da vibração de condutores elétricos produzida por forças magnéticas. A figura abaixo ilustra um trecho fixo de um condutor, na forma de um U invertido, situado numa região de campo magnético uniforme, de intensidade 3,00 T e direção e sentido indicados pelos símbolos × na figura. Quando uma corrente elétrica i = 200 A percorre o trecho mostrado do condutor, calcule o módulo da força magnética resultante sobre ele.

  

A parte principal de um equipamento de ressonância magnética hospitalar é o magneto. Em um dado equipamento, o magneto produz um campo magnético constante e uniforme, de módulo B = 3,0 T e direção horizontal, no espaço onde o paciente será localizado. A figura abaixo mostra uma região das linhas de campo do magneto onde passa um fio condutor fino. Sabendo que em dado instante circula pelo fio condutor uma corrente elétrica de 140 A, calcule o módulo da força magnética sobre o trecho do fio condutor de comprimento total 9 cm mostrado na figura.

  

O conceito de linhas de campo ou linhas de força representa interações à distância, que podem ser de natureza gravitacional ou eletromagnética, e é fundamental na descrição de muitos fenômenos físicos. Das situações apresentadas a seguir, assinale a que está de acordo com as leis do Eletromagnetismo.

Sejam dois condutores A e B perpendiculares entre si e de comprimento infinito. Inicialmente o condutor A passa a ser percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i. Isso gera um campo magnético nos pontos P1 e P2, equidistantes dos condutores A e B, conforme o esquema abaixo. Num segundo momento, o condutor B também passa a ser percorrido por uma corrente de mesma intensidade i. Comparando-se os campos magnéticos gerados nos pontos P1 e P2 antes e depois do segundo condutor passar a ser percorrido pela corrente i, podemos afirmar que:

A área delimitada por uma espira quadrada com 10,0cm de lado encontra-se perpendicular às linhas de indução de um campo magnético uniforme. Sabendo-se que o módulo do vetor indução magnética era de 8,0.10−3 T e que, depois de 0,2s, o campo caiu a zero, a força eletromotriz média induzida na espira, nesse intervalo de tempo, medida em milivolts, foi de

Um cíclotron é um equipamento usado para acelerar partículas eletricamente carregadas a velocidades muito elevadas, enquanto seguem uma trajetória que se expande em espiral. As partículas carregadas estão submetidas tanto a um campo elétrico quanto a um campo magnético. Sobre o princípio de funcionamento do cíclotron, considere as afirmativas a seguir.

I. No cíclotron, um dos campos é responsável pela variação do módulo da velocidade das partículas e o outro, pela variação da direção da velocidade, fazendo que as partículas tenham uma trajetória curva.

II. O campo elétrico, por meio da força elétrica, atua de modo a alterar a direção da velocidade das partículas.

III. O campo magnético, por meio da força magnética, faz variar o módulo da velocidade das partículas.

IV. A força magnética, que atua sobre uma partícula eletricamente carregada, é sempre perpendicular à direção da sua velocidade.

Assinale a alternativa correta

Uma espira condutora, de resistência elétrica R, está sendo rotacionada em torno de um eixo perpendicular a um campo magnético constante externo. O giro promove uma variação periódica no fluxo magnético, através da espira que está representado no gráfico ao lado. No gráfico, o fluxo se anula nos instantes de tempo t = 0; 1,5; 2,5; 3,5 e 4,5 e atinge valores constantes nas proximidades dos instantes t = 1,0; 2,0; 3,0 e 4,0. Nessa perspectiva, assinale a alternativa CORRETA.

Um sistema de espiras circulares concêntricas está disposto em um plano horizontal. Cada espira conduz uma corrente I, que gira no sentido anti-horário, conforme ilustra a figura. O sistema foi montado de forma que os raios das espiras dobram a cada espira colocada. Considerando a permeabilidade magnética do vácuo como igual a μ0, determine o campo magnético produzido no centro dessa estrutura quando o número de espiras tende ao infinito.

Uma espira metálica é colocada em uma região do espaço onde existe um campo magnético B perpendicular ao plano da espira. Inicialmente, o campo magnético possui intensidade de 2 T, sendo que esta intensidade de campo varia com o tempo t no intervalo 0 a 3 segundos, conforme o gráfico abaixo.

Considerando o gráfico e a indução eletromagnética produzida na espira, é CORRETO afirmar que:

                                v – velocidade da partícula           θ – ângulo entre a velocidade da partícula

                                                                                            e o campo magnético