exercÍcios de eletromagnetismo

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EXERCÍCIOS DE ELETROMAGNETISMO - ITA 1. (2009) Uma carga q distribui-se uniformemente na superfície de uma esfera condutora, isolada, de raio R. Assinale a opção que apresenta a magnitude do campo elétrico e o potencial elétrico num ponto situado a uma distância r = R/3 do centro da esfera. A ( ) E = 0 V/m e B ( ) E = 0 V/m e C ( ) E = 0 V/m e D ( ) E = 0 V/m e E ( ) e U = 0 V 2. (2009) Uma haste metálica com 5,0 kg de massa e resistência de 2,0 desliza sem atrito sobre duas barras paralelas separadas de 1,0 m, interligadas por um condutor de resistência nula e apoiadas em um plano de 30 o com a horizontal, conforme a figura. Tudo se encontra imerso num campo magnético , perpendicular ao plano do movimento, e as barras de apoio têm resistência e atrito desprezíveis. Considerando que após deslizar durante certo tempo a velocidade da haste permanece constante em 2,0 m/s, assinale o valor do campo magnético. A ( ) 25,0 T B ( ) 20,0 T C ( ) 15,0 T D ( ) 10,0 T E ( ) 5,0 T 3. (2009) A figura representa o campo magnético de dois fios paralelos que conduzem correntes elétricas. A respeito da força magnética resultante no fio da esquerda, podemos afirmar que ela A ( ) atua para a direita e tem magnitude maior que a da força no fio da direita. B ( ) atua para a direita e tem magnitude igual à da força no fio da direita. C ( ) atua para a esquerda e tem magnitude maior que a da força no fio da direita. D ( ) atua para a esquerda e tem magnitude igual à da força no fio da direita. E ( ) atua para a esquerda e tem magnitude menor que a da força no fio da direita. 4. (2009) Na figura, o circuito consiste de uma bateria de tensão V conectada a um capacitor de placas paralelas, de área S e distância entre si, dispondo de um dielétrico de permissividade elétrica que preenche completamente o espaço entre elas. Assinale a magnitude da carga q induzida sobre a superfície do dielétrico. A ( ) B ( ) C ( ) D ( ) E ( )

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  • EXERCCIOS DE ELETROMAGNETISMO - ITA

    1. (2009) Uma carga q distribui-se uniformemente na superfcie de uma esfera condutora, isolada, de raio R. Assinale a opo que apresenta a magnitude do campo eltrico e o potencial eltrico num ponto situado a uma distncia r = R/3 do centro da esfera. A ( ) E = 0 V/m e

    B ( ) E = 0 V/m e

    C ( ) E = 0 V/m e

    D ( ) E = 0 V/m e

    E ( )

    e U = 0 V

    2. (2009) Uma haste metlica com 5,0 kg de massa e resistncia de 2,0 desliza sem atrito sobre duas barras paralelas separadas de 1,0 m, interligadas por um condutor de resistncia nula e apoiadas em um

    plano de 30o com a horizontal, conforme a figura. Tudo se encontra imerso num campo magntico ,

    perpendicular ao plano do movimento, e as barras de apoio tm resistncia e atrito desprezveis.

    Considerando que aps deslizar durante certo tempo a velocidade da haste permanece constante em 2,0 m/s, assinale o valor do campo magntico. A ( ) 25,0 T B ( ) 20,0 T C ( ) 15,0 T D ( ) 10,0 T E ( ) 5,0 T 3. (2009) A figura representa o campo magntico de dois fios paralelos que conduzem correntes eltricas.

    A respeito da fora magntica resultante no fio da esquerda, podemos afirmar que ela A ( ) atua para a direita e tem magnitude maior que a da fora no fio da direita. B ( ) atua para a direita e tem magnitude igual da fora no fio da direita. C ( ) atua para a esquerda e tem magnitude maior que a da fora no fio da direita. D ( ) atua para a esquerda e tem magnitude igual da fora no fio da direita. E ( ) atua para a esquerda e tem magnitude menor que a da fora no fio da direita. 4. (2009) Na figura, o circuito consiste de uma bateria de tenso V conectada a um capacitor de placas paralelas, de rea S e distncia entre si, dispondo de um dieltrico de permissividade eltrica que preenche completamente o espao entre elas. Assinale a magnitude da carga q induzida sobre a superfcie do dieltrico. A ( ) B ( ) C ( ) D ( ) E ( )

  • 5. (2009) Trs esferas condutoras, de raio a e carga Q, ocupam os vrtices de um triangulo equiltero de lado b >> a, conforme mostra a figura (1). Considere as figuras (2), (3) e (4), em que, respectivamente, cada uma das esferas se liga e desliga da Terra, uma de cada vez. Determine, nas situaes (2), (3) e (4), a carga das esferas Q1, Q2 e Q3, respectivamente, em funo de a, b e Q.

    6. (2009) Um longo solenoide de comprimento L, raio a e com n espiras por unidade de comprimento, possui ao seu redor um anel de resistncia R. O solenoide est ligado a uma fonte de corrente I, de acordo com a figura. Se a fonte variar conforme mostra o grfico, calcule a expresso da corrente que flui pelo anel durante esse mesmo intervalo de tempo e apresente esse resultado em um novo grfico.

    7. (2009). Considere um circuito constitudo por um gerador de tenso E = 122,4 V, pelo qual passa uma corrente I = 12 A, ligado a uma linha de transmisso com condutores de resistncia . Nessa linha encontram-se um motor e uma carga de 5 lmpadas idnticas, cada qual com resistncia , ligadas em paralelo, de acordo com a figura. Determinar a potncia absorvida pelo motor, PM, pelas lmpadas, PL, e a dissipada na rede, Pr.

    8. (2009) Em 1998, a hidreltrica de Itaipu forneceu aproximadamente 87600 GWh de energia eltrica. Imagine ento um painel fotovoltaico gigante que possa converter em energia eltrica, com rendimento de 20%, a energia solar incidente na superfcie da Terra, aqui considerada com valor mdio diurno (24 h) aproximado de 170 W/m

    2. Calcule:

    a) a rea horizontal (em km2) ocupada pelos coletores solares para que o painel possa gerar, durante um

    ano, energia equivalente quela de Itaipu, e, b) o percentual mdio com que a usina operou em 1998 em relao sua potncia instalada de 14000 MW. 9. (2010) (2010) Um disco, com o eixo de rotao inclinado de um ngulo em relao vertical, gira com velocidade angular constante. O disco encontra-se imerso numa regio do espao onde existe um campo

    magntico uniforme e constante, orientado paralelamente ao eixo de rotao do disco. Uma partcula de massa m e carga q > 0 encontra-se no plano do disco, em repouso em relao a este, e situada a uma

  • distncia R do centro, conforme a figura. Sendo o coeficiente de atrito da partcula com o disco e g a acelerao da gravidade, determine at que valor de o disco pode girar de modo que a partcula permanea em repouso.

    10. (2010) No grfico ao lado esto representadas as caractersticas de um gerador, de fora eletromotriz igual a e resistncia interna r, e um receptor ativo de fora contraeletromotriz e resistncia interna . Sabendo que os dois esto interligados, determine a resistncia interna e o rendimento para o gerador e para o receptor.

    11. (2010) Considere uma espira retangular de lados e , respectivamente, em que circula uma corrente I, de acordo com a figura. A espira pode girar livremente em torno do eixo z. Nas proximidades da espira h um fio infinito, paralelo ao eixo z, que corta o plano xy no ponto e . Se pelo fio passa uma corrente de mesma magnitude I, calcule o momento resultante da fora magntica sobre a espira em relao ao eixo z, quando esta encontra-se no plano yz.

    12. (2010) Considere um aparato experimental composto de um solenoide com voltas por unidade de comprimento, pelo qual passa uma corrente I, e uma espira retangular de largura , resistncia R e massa presa por um de seus lados a uma corda inextensvel, no condutora, a qual passa por uma polia de massa desprezvel e sem atrito, conforme a figura. Se algum puxar a corda com velocidade constante , podemos afirmar que a fora exercida por esta pessoa igual a A ( )

    com a espira dentro do solenoide. B ( )

    com a espira saindo do solenoide. C ( )

    com a espira entrando no solenoide. D ( ) _

    com a espira dentro do solenoide. E ( ) e independe da posio da espira com relao ao solenoide.

  • 13. (2010) Uma corrente I flui em quatro das arestas do cubo da figura (a) e produz no seu centro um campo magntico de magnitude B na direo y, cuja representao no sistema de coordenadas (0,B,0). Considerando um outro cubo (figura (b)) pelo qual uma corrente de mesma magnitude I flui atravs do caminho indicado, podemos afirmar que o campo magntico no centro desse cubo ser dado por A ( ) (-B,-B,-B). B ( ) (-B,B,B). C ( ) (B,B,B). D ( ) (0,0,B). E ( ) (0,0,0).

    14. (2010) Uma esfera condutora de raio R possui no seu interior duas cavidades esfricas, de raio a e b, respectivamente, conforme mostra a figura. No centro de uma cavidade h uma carga puntual e no centro da outra, uma carga tambm puntual , cada qual distando do centro da esfera condutora de x e y, respectivamente. correto afirmar que

    A ( ) a fora entre as cargas e .

    B ( ) a fora entre as cargas e nula. C ( ) no possvel determinar a fora entre as cargas, pois no h dados suficientes. D ( ) se nas proximidades do condutor houvesse uma terceira carga, , esta no sentiria fora alguma. E ( ) se nas proximidades do condutor houvesse uma terceira carga, , a fora entre e seria alterada.

    15. (2010) A figura mostra trs camadas de dois materiais com condutividade e , respectivamente. Da esquerda para a direita, temos uma camada do material com condutividade , de largura , seguida de uma camada do material de condutividade , de largura , seguida de outra camada do primeiro material de condutividade , de largura . A rea transversal a mesma para todas as camadas e igual a . Sendo a diferena de potencial entre os pontos a e b igual a V, a corrente do circuito dada por A ( ) . B ( ) C ( ) . D ( ) E ( )

    16. (2010) Considere uma balana de braos desiguais, de comprimentos e , conforme mostra a figura. No lado esquerdo encontra-se pendurada uma carga de magnitude e massa desprezvel, situada a uma certa distncia de outra carga, . No lado direito encontra-se uma massa sobre um prato de massa desprezvel. Considerando as cargas como puntuais e desprezvel a massa do prato da direita, o valor de para equilibrar a massa dado por

  • A ( )

    B ( )

    C ( )

    D ( )

    E ( )

    17. (2010) Considere as cargas eltricas , situada em , e , situada em . Ento, o lugar geomtrico dos pontos de potencial nulo A ( ) uma esfera que corta o eixo x nos pontos e . B ( ) uma esfera que corta o eixo x nos pontos e . C ( ) um elipsoide que corta o eixo x nos pontos e . D ( ) um hiperboloide que corta o eixo x no ponto . E ( ) um plano perpendicular ao eixo x que o corta no ponto . 18. (2011) Uma diferena de potencial eletrosttico V estabelecida entre os pontos M e Q da rede cbica de capacitores idnticos mostrada na figura. A diferena de potencial entre os pontos N e P A ( ) V/2. B ( ) V/3. C ( ) V/4. D ( ) V/5. E ( ) V/6.

    19. (2011) Um fio condutor derretido quando o calor gerado pela corrente que passa por ele se mantm maior que o calor perdido pela superfcie do fio (desprezando a conduo de calor pelos contatos). Dado que uma corrente de 1 A a mnima necessria para derreter um fio de seo transversal circular de 1 mm de raio e 1 cm de comprimento, determine a corrente mnima necessria para derreter um outro fio da mesma substncia com seo transversal circular de 4 mm de raio e 4 cm de comprimento. A ( ) 1/8 A B ( ) 1/4 A C ( ) 1 A D ( ) 4 A E ( ) 8 A 20. (2011) Prtons (carga e massa ), deuterons (carga e massa ) e partculas alfas (carga

    e massa ) entram em um campo magntico uniforme perpendicular a suas velocidades,

    onde se movimentam em rbitas circulares de perodos , e , respectivamente. Pode-se afirmar que

    as razes dos perodos e so, respectivamente, A ( ) 1 e 1.

    B ( ) 1 e .

    C ( ) e 2.

    D ( ) 2 e . E ( ) 2 e 2.

  • 21. (2011) Uma bobina de 100 espiras, com seo transversal de rea de 400 cm2 e resistncia de ,

    est alinhada com seu plano perpendicular ao campo magntico da Terra, de na linha do Equador. Quanta carga flui pela bobina enquanto ela virada de em relao ao campo magntico? A ( ) B ( ) C ( ) D ( ) E ( ) 1,4 C 22. (2011) No circuito ideal da figura, inicialmente aberto, o capacitor de capacitncia encontra-se carregado e armazena uma energia potencial eltrica E. O capacitor de capacitncia est inicialmente descarregado. Aps fechar o circuito e este alcanar um novo equilbrio, pode-se afirmar que a soma das energias armazenadas nos capacitores igual a A ( ) 0. B ( ) E/9. C ( ) E/3. D ( ) 4E/9. E ( ) E.

    23. (2011) Uma corrente percorre uma espira circular de raio R enquanto uma corrente percorre um fio muito longo, que tangencia a espira, estando ambos no mesmo plano, como mostra a figura. Determine a razo entre as correntes para que uma carga com velocidade paralela ao fio no momento que passa pelo centro P da espira no sofra acelerao nesse instante.

    24. (2012) Um gerador eltrico alimenta um circuito cuja resistncia equivalente varia de 50 a 150 , dependendo das condies de uso desse circuito. Lembrando que, com resistncia mnima, a potncia til do gerador mxima, ento, o rendimento do gerador na situao de resistncia mxima, igual a A ( ) 0,25. B ( ) 0,50. C ( ) 0,67. D ( ) 0,75. E ( ) 0,90 25. (2012) Conforme a figura, um circuito eltrico dispe de uma fonte de tenso de 100 V e de dois resistores, cada qual de 0,50 . Um resistor encontra-se imerso no recipiente contendo 2,0 kg de gua com

    temperatura inicial de 20oC, calor especfico 4,18 kJ/kgoC e calor latente de vaporizao 2230 kJ/kg.

    Com a chave S fechada, a corrente eltrica do circuito faz com que o resistor imerso dissipe calor, que integralmente absorvido pela gua. Durante o processo, o sistema isolado termicamente e a temperatura da gua permanece sempre homognea. Mantido o resistor imerso durante todo o processo, o tempo necessrio para vaporizar 1,0 kg de gua A ( ) 67,0 s. B ( ) 223 s. C ( ) 256 s. D ( ) 446 s. E ( ) 580 s.

  • 26. (2012) A figura mostra uma regio espacial de campo eltrico uniforme de mmdulo E = 20 N/C. Uma carga Q = 4 C deslocada com velocidade constante ao longo do permetro do quadrado de lado

    , sob ao de uma fora igual e contrria fora coulombiana que atua na carga Q. Considere, ento, as seguintes afirmaes:

    I. O trabalho da fora para deslocar a carga Q do ponto 1 para 2 o mesmo do dispendido no seu deslocamento ao longo do caminho fechado 1-2-3-4-1.

    II. O trabalho de para deslocar a carga Q de 2 para 3 maior que o para desloc-la de 1 para 2.

    III. nula a soma do trabalho da fora para deslocar a carga Q de 2 para 3 com seu trabalho para desloc-la de 4 para 1. Ento, pode-se afirmar que A ( ) todas so corretas. B ( ) todas so incorretas. C ( ) apenas a II correta. D ( ) apenas a I incorreta. E ( ) apenas a II e III so corretas.

    27. (2012) Alguns tipos de sensores piezorresistivos podem ser usados na confeco de sensores de presso baseados em pontes de Wheatstone. Suponha que o resistor do circuito da figura seja um piezorresistor com variao de resistncia dada por , em que

    e p, a presso. Usando este piezorresistor na construo de um sensor para medir presses na faixa de 0,10 atm a 1,0 atm, assinale a faixa de valores do resistor para que a ponte de Wheatstone seja balanceada. So dados: e . A ( ) De a B ( ) De a C ( ) De a D ( ) De a E ( ) De a

    28. (2012) Assinale em qual das situaes descritas nas opes abaixo as linhas de campo magntico formam circunferncias no espao. A ( ) Na regio externa de um toroide.

  • B ( ) Na regio interna de um solenoide. C ( ) Prximo a um m com formato esfrico. D ( ) Ao redor de um fio retilneo percorrido por corrente eltrica. E ( ) Na regio interna de uma espira circular percorrida por corrente eltrica. 29. (2012) Considere dois fios paralelos, muito longos e finos, dispostos horizontalmente conforme mostra a figura. O fio de cima pesa 0,080 N/m, percorrido por uma corrente A e se encontra dependurado por dois cabos. O fio de baixo encontra-se preso e percorrido por uma corrente , em sentido oposto. Para qual distncia r indicada na figura, a tenso T nos cabos ser nula?

    30. (2012). Considere uma espira com N voltas de rea A, imersa num campo magntico uniforme e constante, cujo sentido aponta para dentro da pgina. A espira est situada inicialmente no plano perpendicular ao campo e possui uma resistncia R. Se a espira gira 180

    o em torno do eixo mostrado na

    figura, calcule a carga que passa pelo ponto P.

    31. (2012) Dois capacitores em srie, de capacitncia e , respectivamente, esto sujeitos a uma diferena de potencial V . O Capacitor de capacitncia tem carga e est relacionado com atravs de , sendo um coeficiente de proporcionalidade. Os capacitores carregados so ento desligados da fonte e entre si, sendo a seguir religados com os respectivos terminais de carga de mesmo sinal. Determine o valor de para que a carga final do capacitor de capacitncia seja . 32. (2013) Considere o circuito eltrico mostrado na figura formado por quatro resistores de mesma resistncia, , e dois geradores ideais cujas respectivas foras eletromotrizes so 1 = 30 V e 2 = 10 V. Pode-se afirmar que as correntes i1, i2, i3 e i4 nos trechos indicados na figura, em ampres, so respectivamente de A ( ) 2, 2/3, 5/3 e 4. B ( ) 7/3, 2/3, 5/3 e 4. C ( ) 4, 4/3, 2/3 e 2. D ( ) 2, 4/3, 7/3 e 5/3. E ( ) 2, 2/3, 4/3 e 4.

    33. (2013) A figura mostra duas cascas esfricas condutoras concntricas no vcuo, descarregadas, em que a e c so, respectivamente, seus raios internos, e b e d seus respectivos raios externos. A seguir, uma carga pontual negativa fixada no centro das cascas. Estabelecido o equilbrio eletrosttico, a respeito do potencial nas superfcies externas das cascas e do sinal da carga na superfcie de raio d, podemos afirmar, respectivamente, que

  • A ( ) V (b) > V (d) e a carga positiva. B ( ) V (b) < V (d) e a carga positiva. C ( ) V (b) = V (d) e a carga negativa. D ( ) V (b) > V (d) e a carga negativa. E ( ) V (b) < V (d) e a carga negativa.

    34. (2013) Uma espira circular de raio R percorrida por uma corrente eltrica i criando um campo magntico. Em seguida, no mesmo plano da espira, mas em lados opostos, a uma distncia 2R do seu centro colocam-se dois fios condutores retilneos, muito longos e paralelos entre si, percorridos por correntes e no nulas, de sentidos opostos, como indicado na figura. O valor de i e o seu sentido para que o mdulo do campo de induo resultante no centro da espira no se altere so respectivamente A ( ) e horrio. B ( ) e anti-horrio. C ( ) e horrio. D ( ) e anti-horrio. E ( ) e horrio.

    35. (2013) O experimento mostrado na figura foi montado para elevar a temperatura de certo lquido no menor tempo possvel, dispendendo uma quantidade de calor Q. Na figura, G um gerador de fora eletromotriz , com resistncia eltrica interna r, e R a resistncia externa submersa no lquido. Desconsiderando trocas de calor entre o lquido e o meio externo,

    a) Determine o valor de R e da corrente i em funo de e da potncia eltrica P fornecida pelo gerador nas condies impostas. b) Represente graficamente a equao caracterstica do gerador, ou seja, a diferena de potencial U em funo da intensidade da corrente eltrica i. c) Determine o intervalo de tempo transcorrido durante o aquecimento em funo de Q, i e .

    36. (2013) Um prton em repouso abandonado do eletrodo positivo de um capacitor de placas paralelas submetidas a uma diferena de potencial = 1000 V e espaadas entre si de d = 1 mm, conforme a figura. A seguir, ele passa atravs de um pequeno orifcio no segundo eletrodo para uma regio de campo magntico uniforme de mdulo B = 1,0 T. Faa um grfico da energia cintica do prton em funo do

  • comprimento de sua trajetria at o instante em que a sua velocidade torna-se paralela s placas do capacitor. Apresente detalhadamente seus clculos.

    37. (2013) Certo produto industrial constitui-se de uma embalagem rgida cheia de leo, de dimenses , sendo transportado numa esteira que passa por um sensor capacitivo de duas placas paralelas e quadradas de lado , afastadas entre si de uma distncia ligeiramente maior que d, conforme a figura. Quando o produto estiver inteiramente inserido entre as placas, o sensor deve acusar um valor de capacitncia . Considere, contudo, tenha havido antes um indesejado vazamento de leo, tal que a efetiva

    medida da capacitncia seja

    . Sendo dadas as respectivas constantes dieltricas do leo, ; e

    do ar, , e desprezando o efeito da constante dieltrica da embalagem, assinale a percentagem do volume de leo vazado em relao ao seu volume original. A ( ) 5% B ( ) 50% C ( ) 100% D ( ) 10% E ( ) 75%

    38. (2013) O circuito mostrado na figura constitudo por um gerador com f.e.m. e um resistor de resistncia R. Considere as seguintes afirmaes, sendo a chave S fechada: I - Logo aps a chave S ser fechada haver uma f.e.m. autoinduzida no circuito. II - Aps um tempo suficientemente grande cessar o fenmeno de autoinduo no circuito. III - A autoinduo no circuito ocorrer sempre que houver variao da corrente eltrica no tempo. Assinale a alternativa verdadeira. A ( ) Apenas a I correta. B ( ) Apenas a II correta. C ( ) Apenas a III correta. D ( ) Apenas a II e a III so corretas. E ( ) Todas so corretas.

    39. (2014) Um capacitor de placas planas paralelas de rea A, separadas entre si por uma distncia inicial muito menor que as dimenses dessa rea, tm sua placa inferior fixada numa base isolante e a superior suspensa por uma mola (figura (1)). Dispondo-se uma massa m sobre a placa superior, resultam pequenas oscilaes de perodo T do conjunto placa superior + massa m. Variando-se m, obtm-se um grfico de T

    2

    versus m, do qual, aps ajuste linear, se extrai o coeficiente angular . A seguir, aps remover a massa m da placa superior e colocando entre as placas um meio dieltrico sem resistncia ao movimento, aplica-se entre elas uma diferena de potencial V e monitora-se a separao de equilbrio (figuras (2) e (3)). Nestas condies, a permissividade do meio entre as placas

  • 40. (2014) Considere as afirmaes a seguir: I. Em equilbrio eletrosttico, uma superfcie metlica equipotencial. II. Um objeto eletrostaticamente carregado induz uma carga uniformemente distribuda numa superfcie metlica prxima quando em equilbrio eletrosttico. III. Uma carga negativa desloca-se da regio de maior para a de menor potencial eltrico. IV. nulo o trabalho para se deslocar uma carga teste do infinito at o ponto mdio entre duas cargas pontuais de mesmo mdulo e sinais opostos. Destas afirmaes, (so) correta(s) somente A ( ) I e II. B ( ) I, II e III. C ( ) I, II e IV. D ( ) I e IV. E ( ) III. 41. (2014) Considere um im cilndrico vertical com o polo norte para cima, tendo um anel condutor posicionado acima do mesmo. Um agente externo imprime um movimento ao anel que, partindo do repouso, desce verticalmente em torno do im e atinge uma posio simtrica original, iniciando, logo em seguida, um movimento ascendente e retornando posio inicial em repouso. Considerando o eixo de simetria do anel sempre coincidente com o do im e sendo positiva a corrente no sentido anti-horrio (visto por um observador de cima), o grfico que melhor representa o comportamento da corrente induzida i no anel

    42. (2014) Um circuito eltrico com dois pares de terminais conhecido como quadripolo. Para um quadripolo passivo, as tenses medidas em cada par de terminais podem ser expressas em funo das correntes mediante uma matriz de impedncia

    de tal forma que . Dos quadripolos propostos nas alternativas seguintes, assinale aquele cuja matriz de impedncia seja

    43. (2014) As figuras mostram trs espiras circulares concntricas e coplanares percorridas por correntes de mesma intensidade I em diferentes sentidos. Assinale a alternativa que ordena corretamente as magnitudes dos respectivos campos magnticos nos centros , , e .

  • A ( ) B2 > B4 > B3 > B1. B ( ) B1 > B4 > B3 > B2. C ( ) B2 > B3 > B4 > B1. D ( ) B3 > B2 > B4 > B1. E ( ) B4 > B3 > B2 > B1. 44. (2014) Duas espiras verticais estacionrias com aproximadamente o mesmo dimetro d, perpendiculares e isoladas eletricamente entre si, tm seu centro comum na origem de um sistema de coordenadas xyz, na qual tambm est centrado um im cilndrico de comprimento e raio . O im tem seu polo norte no semieixo x positivo e pode girar livremente em torno do eixo vertical z, sendo mantido no plano xy. Numa das espiras, situada no plano yz, circula uma corrente , cujo sentido positivo o anti-horrio visto do semieixo x positivo, e na outra circula uma corrente , cujo sentido positivo o anti-horrio visto do semieixo y positivo.

    (a) Desprezando a diferena de dimetro entre as espiras, obtenha o campo magntico na origem devido s correntes e , na forma . (b) Explique, por que, partindo do repouso em t = 0, o im adquire um movimento de rotao em torno de z. Em que sentido (horrio ou anti-horrio, visto a partir do semieixo z positivo) ocorre este giro? (c) Ao se aumentar gradativamente a frequncia angular das correntes, nota-se que o im passa a girar cada vez mais rpido. Contudo, com o im inicialmente em repouso e se so repentinamente aplicadas correntes e de alta frequncia angular, nota-se que o im praticamente no se move. Explique a(s) razo(es). 45. (2014) Uma fonte de corrente um dispositivo que fornece uma corrente invarivel independentemente da tenso entre seus terminais. No circuito da figura, a corrente i produzida pela fonte proporcional corrente i que circula no resistor R. Inicialmente descarregadas, as placas M e N so carregadas aps o fechamento das chaves , e S3, que sero novamente abertas aps um intervalo de tempo T. A placa M ento retirada do circuito e posta em contato com um condutor C descarregado (no mostrado na figura), ao qual transfere uma frao de sua carga. Em seguida, com esse contato desfeito, o condutor C totalmente descarregado. Na sequncia, o mesmo procedimento aplicado placa N, a qual transfere a C a mesma frao de sua carga, sendo ento o contato desfeito e descarregando-se novamente C. Quando M e N so reintroduzidas no circuito, com as respectivas cargas remanescentes (de mesmo mdulo, mas de sinais opostos), as chaves , e so fechadas outra vez, permanecendo assim durante o intervalo de tempo T, aps o que so novamente abertas. Ento, como antes, repetem-se os contatos entre cada placa e C, e este processo de carga/descarga das placas repetido indefinidamente. Nestas condies, considerando os sucessivos processos de transferncia de carga entre M e C, e N e C, determine a carga de M aps todo esse procedimento em funo de e T. Considere .