Questões de Concurso Sobre magnetismo elementar em física

Analise a figura que ilustra uma partícula eletrizada que penetra perpendicularmente em um local imerso em um campo magnético de intensidade B = 6T. Campos eletromagnéticos extremamente fortes como estes podem causar aquecimento ou choque. Quando a onda eletromagnética passa pelos tecidos do corpo, ela produz uma ligeira vibração nas moléculas eletricamente carregadas, e o ser humano pode literalmente aquecer significativamente com campos magnéticos de grande intensidade. Este campo é dividido em duas regiões, onde os seus sentidos são opostos, conforme é apresentado na figura.

A fim de que a partícula deixe o local com um ângulo de 30° , e considerando L = 30 cm e R = 10 cm onde R é o raio da trajetória da partícula na região onde existe um campo magnético, a eletrização da partícula e a intensidade do campo magnético que possui o sentido saindo do plano do papel devem ser, respectivamente:

Em um dado microscópio eletrônico, elétrons são acelerados e adquirem uma energia de 17,6 keV, formando um feixe.

Deseja-se mudar a direção do feixe colocando ao longo do caminho uma região de campo magnético uniforme. Esta região com campo tem comprimento L= 10mm ao longo da linha do feixe. Esta dimensão é pequena o suficiente para que o deslocamento do feixe seja desprezível dentro da região de campo, mas os elétrons adquirem uma velocidade transversal devido à força magnética tal que o feixe fica defletido de um ângulo θ .

Calcule o campo magnético necessário, nestas condições, para defletir o feixe de um ângulo de 0,1 rad. Considere que o ângulo seja pequeno o suficiente para usar a aproximação tan (θ) ≈θ .

São dados: a razão carga/massa do elétron = 1,76 x 10¹¹ C/kg,

carga do elétron = 1,6 x 10^-19 C e √20 ≈ 4,5. Despreze efeitos relativísticos.

Dois condutores, 1 e 2, conduzem correntes elétricas I₁ e I₂ conforme a figura [I₁ saindo perpendicular ao plano da página e I₂ entrando perpendicular ao plano da página]. As setas indicam a intensidade e o sentido do campo magnético à direita, à esquerda e entre os condutores. A figura que melhor representa essa configuração é

Uma espira ABCD está totalmente imersa em um campo magnético B, uniforme, de intensidade 0,50 T e direção perpendicular ao plano da espira, como mostra a figura. O lado AB, de comprimento 20 cm, é móvel e se desloca com velocidade constante de 10 m/s, e R é um resistor de resistência R = 0,50 Ω. Nessas condições, devido ao movimento do lado AB da espira,

Uma bobina é obtida, enrolando-se um fio na forma helicoidal, como ilustrado na figura. A configuração correta do campo magnético, no interior da bobina, se ela é percorrida por uma corrente elétrica contínua, no sentido indicado, é

Uma partícula de massa m e carga q é lançada com velocidade de módulo V através de um orifício em P₁, em uma região onde há um campo magnético uniforme de módulo B. O vetor velocidade é perpendicular ao vetor campo magnético que é perpendicular ao plano do papel. A partícula colide com um anteparo no ponto P₂. A distância entre os pontos P₁ e P₂ é D.

A figura a seguir descreve a situação:

O intervalo de tempo entre a entrada no campo pelo ponto P₁ e a colisão da partícula no ponto P₂ é

Dois discos de ímãs são encaixados em um suporte de madeira de modo que mantêm uma certa distância entre eles, como esquematizado na figura a seguir.

Ao se girar o ímã superior, ele permanece à mesma distância do ímã inferior.

Considerando N como polo norte magnético e S como polo sul magnético, pode-se afirmar que a orientação dos ímãs (vistos de lado) pode ser corretamente representada por:

A existência do campo magnético da Terra (CMT) é conhecida desde Gilbert, que em 1600 propôs, em seu livro De Magnete, que a Terra fosse considerada equivalente a um imã permanente. Contudo, o CMT vem sendo utilizado para orientação desde o tempo dos chineses e também foi utilizado na época dos descobrimentos.

Internet: <http://idl.ul.pt> (com adaptações).

A respeito dos fenômenos relacionados com o eletromagnetismo e com o campo magnético terrestre, assinale a alternativa correta.

Em um campo magnético de intensidade 10³T, uma partícula com carga 0,0003C é lançada com velocidade 2000m/s, em uma direção que forma um ângulo de 30° com a direção do campo magnético, conforme indica a figura:

Qual a intensidade da força magnética que age sobre a partícula?

Considere um fio horizontal muito longo por onde flui uma corrente estacionária i (para a direita) e uma espira retangular com dois de seus lados paralelos ao fio. A espira e o fio estão no mesmo plano, como indica a figura A. A espira é colocada em movimento de translação, afastando-se do fio com velocidade de módulo V_A , como ilustra a Figura A. Seja i_A a corrente induzida na espira devido ao seu movimento. 
Repete-se o experimento anterior mas, agora, movendo-se a espira paralelamente ao fio, isto é, com uma velocidade paralela à direção do fio de módulo V_B, como ilustra a Figura B. Seja i_B a corrente induzida na espira nessa situação. 

A respeito das correntes induzidas nas duas situações, assinale a opção correta.

Considere uma onda eletromagnética plana e monocromática se propagando no vácuo. Em um dado instante e em um dado ponto P do espaço, o campo elétrico dessa onda tem a direção do eixo Oz e aponta no sentido positivo desse eixo, enquanto o campo magnético dessa onda, nesse mesmo instante e nesse mesmo ponto, tem a direção do eixo Ox e aponta no sentido positivo desse eixo. Essa onda está se propagando na direção do eixo

Considere um fio retilíneo infinito, de seção reta constante, circular e de raio R, que é percorrido por uma corrente estacionária I distribuída uniformemente ao longo da seção reta do fio (ou seja, o vetor densidade de corrente elétrica dentro do fio é uniforme).

Seja P um ponto cuja distância ao eixo de simetria do fio é R/2.

O módulo do campo magnético gerado por esse fio no ponto P é

Hoje em dia, raramente aparece nos livros didáticos a força de ampère entre elementos de corrente. Em vez disso, utiliza-se normalmente do conceito do “campo magnético” para explicar as interações magnéticas, eletromagnéticas e eletrodinâmicas.

ASSIS, A. K. T; CHAIB, J. P. M. C. Eletrodinâmica de ampère. Campinas: Ed. Unicamp, 2011, com adaptações.

No que se refere à teoria física de ação a distância para o eletromagnetismo, é correto afirmar que o campo magnético é

Considere a seguinte forma integral da Lei de Gauss:  E . da = Q/, em que Q é a carga total dentro da superfície gaussiana S e  = 8.85 . 10^-12  é a permissividade do espaço livre. Com base nessas informações, é correto afirmar que, em uma esfera condutora de raio R carregada uniformemente com carga Q em equilíbrio eletrostático,

Assinale:

Levando-se em conta que a faixa visível do espectro eletromagnético corresponde a comprimentos de onda entre 400 e 700 nanômetros, os fótons emitidos pelo átomo de hidrogênio na transição do elétron do nível 2 para o 1 e do nível 3 para o 2, estão, respectivamente, nas seguintes faixas do espectro eletromagnético:

Considere:

• Constante de Rydberg: 2,2×10^-18 J;

• Constante de Planck: 6,6×10-34 m² kg/s;

• Velocidade da luz: 3×10⁸ m/s.