ELETROMAGNETISMO NA UECE

01. (UECE 2002.2) Campos magnéticos são freqüentemente usados para curvar um feixe de elétrons em um televisor. O campo magnético, uniforme, aplicado perpendicularmente a um feixe de n elétrons, que se movem a 1,3 x 10⁶ m/s, para fazer com que os elétrons percorram uma trajetória circular de raio igual a 0,35 m é, aproximadamente: Considere a massa o elétron igual a 9,1.10^-31 kg.

A) 22 nµT          B) 22 T          C) 22 µT          D) 22 n²µT

F_M = F_CP  → q.V.B sen90⁰ = m.V² /R → 1,6.10^–19.B = 9,1.10^-31.1,3.10⁶/0,35  →

B = 21,125.10^–6 T = 21,1 µT = 22 µT.

02. (UECE 2002.1) Um condutor metálico, mesmo transportando uma corrente, tem carga líquida zero. Quando colocado numa região com um campo magnético, perpendicular a esta folha de papel, como mostra a figura, ele sofre uma força magnética lateral. Isto ocorre porque a força magnética:

A) é mais forte nos prótons por terem maior massa que os elétrons.
B) acontece somente em cargas que se movem.

C) nos prótons é neutralizada pelas forças elétricas.

D) nos elétrons é paralela à direção e ao sentido de B.

Um campo magnético exerce força magnética somente em cargas elétricas que estejam em movimento. Quando a carga se encontra em repouso temos um campo elétrico.

03. (UECE 2000.1) Despreze os efeitos gravitacionais. Se um elétron entra numa região do espaço, com velocidade V, onde existem um campo elétrico E  e um campo magnético B, e descreve uma trajetória retilínea, pode-se afirmar corretamente que os vetores V, E  e B estarão orientados da seguinte forma

No item C o campo magnético não faz surgir força magnética no elétron, já que possui a mesma direção de sua velocidade, retilínea no caso. Por outro lado, o campo elétrico produz uma força elétrica com a mesma direção, porém de sentido contrário nessa partícula negativa, assim sofrendo um campo elétrico de afastamento. Portanto o seu movimento será retilíneo retardado. Nos demais itens a resultante das forças elétrica e magnética não tem a direção do movimento do elétron, portanto seus movimentos serão curvilíneos.

04. (UECE 96.2) Um ímã permanente retilíneo, cujos extremos N e S são os pólos norte e sul, respectivamente, acha-se representado na figura (1). Suponha que a barra ímã seja dividida em três partes, segundo mostra a figura (2). Por fim, os segmentos das extremidades são colocados lado a lado, como na figura (3). Nesta situação, é correto afirmar que:

A) eles se atrairão, pois x é pólo norte e y é pólo sul.

B) eles se atrairão, pois x é pólo sul e y é pólo norte.

C) eles se repelirão, pois x é pólo norte e y pólo sul.

D) eles se repelirão, pois x é pólo sul e y é pólo norte.

Conforme a figura 3, temos x sendo pólo sul e y sendo pólo norte, logo ao aproximar os ímãs eles sofrerão repulsão por apresentarem o mesmo pólo.

05. (UECE 2009.2.F2) Dois íons, H⁺ e O⁻², se deslocam em direção perpendicular a um mesmo campo magnético uniforme. Se os dois íons sofrem a ação de forças com mesmo módulo, a razão V_H⁺/V_O^-2  entre os módulos das velocidades é:

A) 1/2.        B) 1.        C) 2.        D) 4.

F_H⁺ = F_O^-2 → q_H.V_H⁺.B = q_O.V_O^-2.B → e.V_H⁺ = 2e.V_O^-2 → V_H⁺/V_O^-2 = 2.

06. (UECE 2009.1.F2) Em um acelerador de partículas, três partículas K, L, e M, de alta energia, penetram em uma região onde existe somente um campo magnético uniforme B , movendo-se perpendicularmente a esse campo. A figura a seguir mostra as trajetórias dessas partículas (sendo a direção do campo B perpendicular ao plano do papel, saindo da folha).

Com relação às cargas das partículas podemos afirmar, corretamente, que

A) as de K, L e M são positivas.

B) as de K e M são positivas.

C) somente a de M é positiva.

D) somente a de K é positiva.

Pela regra da mão direita, podemos concluir que M é positiva e K é negativa, enquanto L é neutra, pois não sofre desvio.

07. (UECE 2008.2.F2) Dois fios condutores muito longos e paralelos, U e V, estão dispostos perpendicularmente ao plano do papel, separados por uma distancia d. O condutor U é percorrido por uma corrente i₁ que sai     do plano do papel, e o condutor V por uma corrente i₂ . O ponto P está situado entre os condutores, a uma distancia d/4 do condutor V, como ilustrado na figura

As condições tais que o campo magnético induzido seja nulo no ponto P são, respectivamente:

A) i₁/i₂ = 4, e a corrente no condutor V entrando  no plano do papel.

B) i₁/i₂ = 4, e a corrente no condutor V saindo   do plano do papel.

C) i₁/i₂ = 3, e a corrente no condutor V entrando   no plano do papel.

D) i₁/i₂ = 3, e a corrente no condutor V saindo  do plano do papel.

B_U = B_V  →  μ₀.i₁/(2π.3d/4) = μ₀.i₂/(2π.d/4)  →  i₁/i₂ = 3.

08. (UECE 2008.1.F2) A maior forca de origem magnética (medida em newton) que pode atuar sobre um elétron (carga e = 1,6x10^-19 C) em um tubo de TV, onde existe um campo magnético de modulo B = 83,0 mT, quando sua velocidade e de 7,0x10⁶ m/s, vale aproximadamente

A) 9,3 x 10^-14             B) 4,7 x 10^-16          C) 13,3 x 10^-10        D) 8,1 x 10^-10

F = q.B.V.sen90⁰ = 1,6x10^-19. 7.10⁶.83.10^-3.1 = 929,6.10^-16 = 9,296.10^-14 = 9,3.10^-14N.

09. (UECE 2007.1.F2) A figura representa dois fios bastantes longos (1 e 2) perpendiculares ao plano do papel, percorridos por correntes de sentido contrário, i₁ e i₂ , respectivamente.

A condição para que o campo magnético resultante, no ponto P, seja zero é

A) i₁ = i₂          B) i₁ = 2i₂          C) i₁ = 3i₂          D) i₁ = 4i₂

B₁ = B₂ → µ₀.i₁/2π.d₁ = µ₀.i₂/2π.d₂ → i₁/2d = i₂/d  →  i₁ = 2i₂.

10. (UECE 2006.2.F2) Considere duas esferas de raios desprezíveis com cargas elétricas iguais e de sinais opostos ligadas por uma haste rígida, isolante, eletricamente neutra e de espessura também desprezível. Suponha que a haste seja paralela ao plano da figura e no instante inicial todo o conjunto esteja com velocidade v perpendicular à haste e sem rotação, conforme a figura abaixo. Se o sistema esferas-haste estiver na presença de um campo magnético constante e de direção perpendicular ao plano da figura, pode-se afirmar corretamente que:

          

A) O sistema não sofre alteração de velocidade.

B) O sistema tende a girar em sentido horário em torno do centro.

C) O sistema tende a girar em sentido anti-horário em torno do centro.

D) O sistema sofre aceleração vertical até parar.

Como as cargas Q₁ e Q₂ são iguais, sabendo que F_M = q.v.B e como o campo magnético é uniforme, podemos concluir que a velocidade é constante. Vale ressaltar que para a carga positiva temos uma força magnética voltada para a esquerda e para a carga negativa temos uma força magnética para a direita, assim ficando para o eixo x um equilíbrio.

11. (UECE 2005.2.F2) Considere o campo magnético  constante e perpendicular ao plano desta página.

Uma partícula de massa m e carga elétrica +q é lançada com velocidade inicial  V₀ horizontal e passa a descrever um movimento circular de raio R no plano da página. Desprezando-se qualquer perda de energia, pode-se afirmar, corretamente, que em um ponto qualquer, no qual o vetor velocidade da partícula é V, o módulo de sua quantidade de movimento é igual a:

A) m/qBR      B) qBV      C) qBR      D) m/qBV

R = m.V/q.B → m.V = q.B.R → p = q.B.R, onde p é a quantidade de movimento linear.

12. (UECE 2005.1.F2) A figura mostra uma região em que coexistem um campo magnético B, uniforme e constante, de intensidade 0,25 T e um campo elétrico E, também uniforme e constante, de intensidade 5,0x10³ N/C. Uma partícula de massa m e carga q é lançada numa direção horizontal, perpendicular ao campo magnético, com velocidade v. Desprezando os efeitos gravitacionais, o módulo de v, em m/s, para que a partícula mantenha sua trajetória horizontal, é:

        

                           

A) 2x10³       B) 5x10³       C) 2x10⁴      D) 5x10⁴

F_M = F_E → q.B.V = q.E → V = E/B = 5.10³/25.10^-2 = 0,2.10⁵ = 2.10⁴ m/s.

13. (UECE 2004.1.F2) A figura vista na página seguinte mostra uma partícula eletrizada lançada em uma região em que existe um campo magnético  B, espacialmente uniforme. No instante t₁, o módulo de B é B₁ e no instante t₂, o módulo de B é B₂. Em ambos os instantes a partícula é lançada com a mesma velocidade V, perpendicularmente ao campo magnético, de modo que as correspondentes trajetórias circulares tenham raios R₁ e R₂, respectivamente, com R₂ = 2R_1.  

A razão B₁/ B₂ é igual a:

A) 1/4           B) 1/2           C) 2          D) 4

R = m.V/q.B Þ B= m.V/q.R e sabendo que m₁ = m₂; q₁ = q₂; V₁ = V₂ e R₂ = 2R₁, então: B₁/B₂ = (m₁.V₁/q₁.R₁)/(m₂.V₂/q₂.R₂) = R₂/R₁ = 2.R₁/R₁ = 2.

14. (UECE 91.1) Uma partícula alfa (carga positiva) é lançada com velocidade V₀ entre os pólos do ímã mostrado na figura. Pode-se afirmar que a força sobre a carga terá orientação segundo:

A) 1          B) 2          C) 3          D) 4

Aplicando a regra da mão direita temos o número 2 representando o sentido da força magnética.

15. (UECE 95.2) Suponha um campo magnético uniforme entre os pólos de um ímã conforme ilustra a figura. A agulha magnética de uma pequena bússola é colocada inicialmente na posição (1), depois, na posição (2) e, finalmente na posição (3).

Assinale a afirmativa FALSA:

A) As linhas de indução do campo magnético citado são orientadas da esquerda para a direita.

B) A agulha está em equilíbrio estável na posição (2).

C) A agulha está em equilíbrio instável na posição (3).

D) A agulha está em equilíbrio estável na posição (1).

I. Correta, porque, externamente a um ímã, as linhas de indução orientam-se do pólo norte magnético para o pólo sul magnético.

II. Incorreta, porque, na posição (2), a agulha não está em equilíbrio:

IV. Correta:

Se girarmos ligeiramente a agulha e a soltarmos, sua tendência será voltar à posição de equilíbrio.

III. Correta:

Se girarmos ligeiramente a agulha e a soltarmos, sua tendência será afastar-se ainda mais da posição de equilíbrio em que estava, buscando a posição de equilíbrio estável (posição 2).

16. (UECE 98.1) A figura mostra um feixe de partícula alfa, beta e raios gama, propagando-se da esquerda para a direita. O feixe passa através de um campo magnético, perpendicular ao plano do desenho e orientado para dentro do papel, e depois vai incidir sobre uma película fotográfica. Três imagens (1), (2) e (3), são produzidas, como é mostrado no diagrama.

Pode-se concluir que as partículas α, as partículas β e os raios γ tocam, respectivamente, em:

A) 1, 2 e 3        B) 1, 3 e 2           C) 3, 1 e 2             D) 2, 1 e 3

Usando a regra da mão direita temos que quando Q > 0 o desvio é para cima; quando Q < 0 o desvio é para baixo e quando Q = 0 não há desvio. Sabendo que a partícula alfa tem carga positiva +2 ; a partícula beta tem carga negativa  - 1 e a partícula gama tem carga nula.

17. (UECE 2000.2) Partículas eletricamente carregadas penetrando num campo magnético exclusivo, com velocidades perpendiculares a este, descrevem trajetórias, circulares. Qual das partículas – elétron, próton, dêuteron e íon de nitrogênio – descreve a menor circunferência se todas elas penetram no campo com a mesma velocidade?

A) elétron              B) próton            C) dêuteron             D) íon de nitrogênio

De todas as partículas citadas acima, a que apresenta a menor massa é o elétron, como R = m.V/q.B, assim o elétron descreverá uma circunferencia menor.

18. (UECE 86.1) As linhas do campo magnético originado por um condutor reto, percorrido por corrente constante, são:

A) espirais.

B) circunferências concêntricas ao condutor e situadas em planos perpendiculares a ele.

C) retas paralelas ao condutor.

D) retas perpendiculares ao condutor.

19. (UECE 86.2) Assinale a única alternativa correta:

A) Um ímã pode ter mais de dois pólos.

B) Fragmentando, convenientemente, um ímã, pode-se isolar seus pólos norte e sul.

C) Os ímãs tendem a perder sua imantação quando aquecidos a temperaturas suficientemente elevadas.

D) Qualquer metal serve para constituir ímãs permanentes.

I. Um imã só pode ter dois pólos; um sul e outro norte.

II. Um imã ao ser dividido, não perde suas propriedades magnéticas, mantendo um pólo sul e um norte.

III. Um ímã permanente é feito de um material ferromagnético e há metais que não são ferromagnéticos como o alumínio.

20. (UECE 87.2) Um ímã colocado nas proximidades de um pedaço de ferro, como mostra a figura.

Podemos concluir que:

A) a única força envolvida é a atração do ferro pelo ímã.

B) a atração do ferro pelo ímã é igual à atração do ímã pelo ferro.

C) a atração do ferro pelo ímã é mais intensa do que a atração do ímã pelo ferro.

D) a atração do ímã pelo ferro é mais intensa do que a atração do ferro pelo ímã.

A força de atração entre o ímã e o ferro é mesma.

21. (UECE 88.1) Um feixe de elétrons incide horizontalmente no centro de um anteparo vertical, conforme mostra a figura. Se fossem aplicados, simultaneamente, ao feixe, um campo elétrico E, verticalmente para baixo, e um campo magnético B, verticalmente para cima, a região do anteparo que seria atingida pelos elétrons é:

A) I                    B) II                    C) III                    D) IV

Devido ao campo elétrico, os elétrons irão se desviar para cima:

Devido ao campo magnético, os elétrons irão se desviar “para dentro do papel”:

Portanto ele atingirá a região I.

22. (UECE 93.1) Suponha um carro movendo-se na direção x. Por fricção com o ar, ele adquire uma certa quantidade de carga elétrica positiva. Clara, situada à margem da estrada, segura na mão uma pequena bússola, cuja agulha imantada, muito sensível, pode girar em torno do centro de massa, quer num plano horizontal como num plano vertical. Ao mesmo tempo, Aline, situada sobre o carro, mantém em sua mão uma bússola idêntica.

Desprezando o campo magnético terrestre, pode-se concluir que:

A) a bússola de Clara orienta-se na direção Z e a de Aline aponta na direção Y.

B) a bússola de Clara orienta-se na direção Y, enquanto a de Aline aponta na direção X.

C) a bússola de Clara não sofre ação de nenhuma  força magnética, mas a bússola de Aline aponta na direção X.

D) a bússola de Aline não experimenta a ação de nenhuma  força magnética, mas a bússola de Clara aponta na direção Z, para baixo.

Em relação a Clara, o movimento do carro eletrizado corresponde a uma corrente elétrica na direção e no sentido do eixo X. Pela regra da mão direita, o campo magnético criado por essa corrente, na posição em que Clara se encontra, aponta no sentido negativo do eixo Z. Portanto, a bússola de Clara apontará para baixo. A bússola de Aline movimenta-se junto com as cargas elétricas e, desse modo, não experimenta as ações do campo magnético criado pelo movimento do carro.

23. (UECE 2001.1) Cargas elétricas em movimento no interior de um campo magnético podem sofrer ação de forças magnéticas. Uma hélice de alumínio gira em torno do seu eixo com velocidade angular constante no sentido horário, num local o campo magnético da Terra é como indicado na figura. A região do centro da hélice e a da extremidade das pás tendem a adquirir cargas elétricas, respectivamente:

A) negativa e positiva.

B) positiva e negativa.

C) nula e positiva.

D) nula e negativa.

Escolhendo uma pá, a de acima, por exemplo:

Assim, as cargas positivas se concentram no centro e, portanto, as cargas negativas nas extremidades das pás.

24. (UECE 2010.2.F1) Quando comparamos as forças exercidas por campos elétricos e magnéticos sobre uma partícula carregada de velocidade , diferente de zero, podemos afirmar corretamente que 

A) a força elétrica e a força magnética são sempre paralelas à velocidade.

B) a força elétrica e a força magnética são sempre perpendiculares à velocidade.

C) para um dado campo elétrico uniforme, existe sempre uma direção da velocidade para a qual a força elétrica é nula, o que não acontece com a força magnética.

D) a força magnética nunca realiza trabalho sobre a carga, enquanto a força elétrica sempre realiza trabalho.

A força magnética nunca realiza trabalho pois sempre é perpendicular ao movimento, assim W = F.d.cos90⁰ = 0. No caso da força elétrica haverá sempre trabalho pois W = Q.U_AB = ΔE_C.

25. (UECE 2010.2.F2) A declinação do Campo Magnético Terrestre em Fortaleza, CE, é de aproximadamente 21⁰ para o oeste, e a sua componente horizontal é de aproximadamente 0,25 G. Se um elétron é atirado com velocidade 10⁶ m/s, verticalmente para cima, a magnitude, a direção e o sentido da força magnética atuando sobre ele são dados por

DADOS:

1 G = 10^-4 T, cos(21⁰) = 0,93, sen(21⁰) = 0,36, e = 1,6×10^-19 C.

A) 4,05 x10^-18 N na direção a 21⁰ para o Norte da direção Leste-Oeste, sentido Leste.

B) 3,78 x 10^-18 N na direção a 21⁰ para o Sul da direção Leste-Oeste, sentido Leste.

C) 1,45 x 10^-18 N na direção a 21⁰ para o Leste da direção Norte-Sul, sentido Norte.

D) 4,05 x 10^-18 N na direção a 21⁰ para o Leste da direção Norte-Sul, sentido Sul.

F_M = q.V.B.sen90⁰ = 1,6×10^-19.10⁶.0,25.10^-4 = 4.10^-18 N. Usando a regra da mão direita temos:

Verificamos que a força magnética aponta para o norte geográfico e no sentido oeste-leste.

26. (UECE 2011.1.F2) Dois fios condutores retos, idênticos, longos e muito finos são fixos, isolados um do outro e dispostos perpendicularmente entre si no plano da figura. Por eles percorrem correntes elétricas constantes e iguais a i, nos sentidos indicados pelas setas.

Desprezando-se a distância entre os fios no ponto de cruzamento, é correto afirmar que o campo magnético é nulo em pontos equidistantes dos dois fios nos quadrantes

A) II e IV.     B) I e III.     C) II e III.     D) I e II.

Utilizando a regra da mão direita temos:

Observe que nos quadrantes 2 e 4 temos campo magnéticos com sentidos contrários.

27. (UECE 2012.1.F1) A trajetória de um nêutron, no vácuo, com velocidade V dentro de uma região onde existe somente campo magnético B é

A) reta.    B) circular.    C) elíptica.    D) hiperbólica.

Como o nêutron tem carga nula, sua força magnética também será nula, logo sua trajetória será retilínea.

28. (UECE 2000.1) A figura mostra uma pequena agulha magnética colocada no interior de um solenóide. Com a chave C desligada a agulha tem a orientação mostrada na figura. Ao ligar a chave C obtemos no interior do solenóide um campo muito maior que o campo magnético terrestre. A alternativa que melhor representará a orientação final da agulha é:

Quando a chave C é ligada, a passagem da corrente elétrica no solenóide gera um campo magnético no seu interior, dado pela regra da mão direita. Lembrando que a agulha magnética orienta-se no sentido do campo magnético.

29. (UECE 2008.2.F2) O pólo norte de um magneto é inserido, de cima para baixo, em uma espira de cobre, como mostrado no diagrama.

                           

                

Devido a isto, a espira vai experimentar

a) uma força para baixo.

b) uma força para cima.

c) força nenhuma.

d) um torque no sentido dos ponteiros de um relógio, visto de cima.

A aproximação entre um ímã e a espira provocará um aumento de fluxo magnético na última. Isso induzirá na espira uma corrente cujo o campo magnético se oporá ao campo magnético produzido pelo ímã, havendo, portanto, repulsão. O ímã experimenta uma força para cima, enquanto a espira, uma força para baixo.

30. (UECE 96.1) Uma bolinha de ferro, suspensa por um fio inextensível e de peso irrelevante, realiza oscilações de pequena amplitude. Um eletroímã é instalado abaixo da bolinha, conforme a figura. Inicialmente a chave K está aberta e o pêndulo oscila com período T.

                            

   

Fechando a chave K:

a) T aumentará.

b) T diminuirá.

c) a freqüência permanecerá constante.

d) é impossível o pêndulo oscilar.
Pela Lei de Lenz, durante a entrada e durante a saída, surge uma corrente induzida na bolinha de ferro gerando neste polaridades magnéticas que se alternam. Devido a isso, a bolinha será repelida durante sua entrada e atraído durante sua saída, diminuindo a amplitude de oscilação da bolinha, logo o seu período diminuirá.