Questões Militares Sobre magnetismo em física

Analise as afirmativas a seguir, com relação ao eletromagnetismo.

I - A corrente de deslocamento não envolve o movimento de cargas.

II - A circulação do campo magnético é sempre nula.

III- A circulação do campo elétrico é nula na presença de um campo magnético estático.

IV - O fluxo do campo elétrico depende apenas da distribuição de cargas.

V - O fluxo do campo magnético é nulo apenas na ausência de correntes livres.

Assinale a opção correta.

Observe a figura a seguir. 

                    

A espira quadrada da figura acima faz um ângulo θ com o plano xy e um fio infinito coincide com o eixo z. Deseja-se analisar a influência de θ na indutância mútua entre o fio e a espira, definida por M(θ) . Sendo M(θ=0°)=M1, M(θ=45°)=M2, M(θ=90°)=M3, pode-se afirmar que: 

Observe a figura a seguir.

A figura acima apresenta um capacitor cilíndrico de altura t , composto de três cilindros coaxiais de raios a, b e c . Esse capacitor é condutor na região r < a , dielétrico de permissividade ε1 na região a < r < b, dielétrico de permissividade ε2 na região b < r < c e casca condutora em r = c . Qual é a capacitância?

Uma carga - q , de massa m, é lançada em uma região de campo magnético . No instante t=0s, a carga possui velocidade inicial v • î e está situada na origem de um sistema de coordenadas cartesianas. Os vetores î e são unitários nas direções dos eixos X e Z , respectivamente. Após o intervalo de tempo de , pode-se afirmar que a posição da carga no plano x y é:

Uma nuvem de cargas possui densidade volumétrica de cargas determinada pela equação , onde r representa a distância à origem num sistema de coordenadas esféricas. Portanto, o módulo do campo elétrico E é dado por:

Observe a figura abaixo representativa de um campo magnético uniforme no interior de uma região circular de raio R.

O campo magnético no exterior da região circular é nulo e, no interior, é perpendicular ao plano do papel, e sua intensidade pode ser expressa por B = 3t + 2, com B em Teslas e t em milissegundos.

Em um ponto P₁ distando r₁ = R/2 do centro da região circular, o campo elétrico vale E₁. Em um ponto P₂ distando r₂ = 2R do centro da região circular, o campo elétrico vale E₂.

Sendo assim, pode-se afirmar que a razão E₁/E₂ é igual a:

O físico James Clerk Maxwell propôs o conceito de corrente de deslocamento para tornar a Lei de Ampère consistente com o princípio de conservação da carga em casos em que a carga elétrica se acumula, como, por exemplo, num capacitor. Ele interpretou este fenômeno como um movimento real de cargas, mesmo no vácuo, onde ele supôs que corresponderia ao movimento de cargas de um dipolo no éter. Embora essa interpretação tenha sido abandonada, a correção de Maxwell à Lei de Ampère permanece válida (um campo elétrico variável produz um campo magnético). Para se obter uma corrente de deslocamento instantânea de 0,01 mA entre as placas de um capacitor, tendo o capacitor como pF a quinta parte de 2500, são necessários:

Sabemos que quando uma diferença de potencial é aplicada sobre um circuito há o surgimento de uma corrente elétrica induzida chamada força eletromotriz. A Lei de Faraday relaciona a força eletromotriz ε induzida na espira com a taxa de variação do fluxo magnético através desta espira. O fluxo magnético de uma espira quadrada de 2 cm de lado, colocada perpendicularmente às linhas de um campo magnético uniforme de intensidade 2 T, é:

A Lei de Gauss estabelece a relação entre o fluxo do campo elétrico através de uma superfície fechada com a carga elétrica que existe dentro do volume limitado por esta superfície. O fluxo elétrico através da superfície de uma carga pontual de 1,8 µC que está no centro de uma superfície gaussiana cúbica de 55 cm de aresta é:

Um fio fino é enrolado em torno de um prego e suas extremidades são ligadas aos pólos de uma bateria e de uma chave CH, conforme mostra a figura abaixo. Quando a chave CH é fechada, observa-se que o prego passa a atrair pequenos objetos de ferro. O conceito físico que melhor explica o fenômeno é:

Uma espira retangular está imersa em um campo magnético uniforme cuja intensidade é de 0,5 T. O fluxo do campo magnético através da espira quando a mesma forma um ângulo de 0º com as linhas desse campo, em Weber, será:

Um ímã encontra-se, inicialmente, a uma certa distância de uma esfera de ferro que está em repouso sobre uma mesa, cujo atrito pode ser desprezado.

Assinale a opção que apresenta de forma correta o comportamento da esfera quando da aproximação do ímã.

Um fio retilíneo infinito conduz uma corrente constante i. Assinale a opção que apresenta o fluxo do campo magnético produzido por esse fio através de um quadrado de lado a, com dois dos lados paralelos ao fio, sendo que o lado mais próximo dista a do fio.

Com relação ao eletromagnetismo, analise as afirmativas abaixo.

I - A Lei de Gauss da eletrostática se aplica apenas a superfícies com elevado grau de simetria.

II - O fluxo do campo magnético através de qualquer superfície fechada é nulo, pois inexiste o monopolo magnético.

III- A força de Lorentz é conservativa, devido ao fato de os campos elétrico e magnético serem ambos conservativos.

Assinale a opção correta.

Analise a figura abaixo.

A figura acima mostra uma espira condutora ideal, conectada às extremidades de um resistor R, imersa em um campo magnético B. O fluxo magnético através da espira varia no tempo de acordo com a expressão Ø_B(t) =0,2cos (120πT), onde Ø_B está em miliweber e t em segundos. Nas condições apresentadas pela figura, qual é o valor absoluto da diferença de potencial, em miliyolts, entre os pontos extremos do resistor no instante t= (1/240)s?

Analise a figura abaixo.

A figura mostra um fio reto e longo, transportando uma corrente I, que está no mesmo plano de uma espira quadrada de lado a=4,0cm. A espira está, inicialmente, a uma distância r_{o=2,0cm do fio e se move, perpendicularmente ao fio, com velocidade v=1,0cm/s. Sabendo que} φ_{o e} φ₂ são, respectivamente, os fluxos magnéticos através da espira nos instantes t=0 e t=2s, qual é a razão φ_{o e} φ_2?

Considere um indutor que tem a forma de um cilindro de 50cm de comprimento e um diâmetro de 4,0cm. Quando ele é alimentado por uma fem de 20V e sua corrente final é estabelecida, a energia armazenada pelo indutor fica limitada à sua região interna com uma densidade de 10³J/m³ . Sendo sua resistência elétrica igual a 5,0Ω , qual a indutância, em mH, do indutor?

Considere um fio retilíneo muito longo, de seção reta circular de raio R=0,2cm, por onde passa uma corrente i(t)=(2t-8), com t em segundos e i em ampères, uniformemente distribuída na área. No instante t=1s, o módulo, em tesla, do vetor campo magnético num ponto que dista 0,4cm do eixo longitudinal do fio é

Dados: μ_o é a constante de permeabilidade magnética; ε_{oé a constante de permissividade elétrica.}

Considere um sistema cartesiano fixo xyz. Uma onda eletromagnética plana de frequência f que se propaga no vácuo tem seu vetor campo magnético descrito pela função vetorial .Suponha que a onda incida sobre uma lente polarizadora cuja direção de polarização é a do eixo y. Sendo c a velocidade de propagação da luz no vácuo, qual a função que descreve o vetor de Poynting,(z.t), da onda que emerge da lente polarizadora?

Uma partícula com carga elétrica Q = 4,8 . 10^–19 C e massa M = 1,6√6 . 10^–26 kg entra perpendicularmente e com velocidade v = √6 . 10³ m/s em um campo magnético constante com módulo B = 1T, entrando no plano da folha. A alternativa que melhor representa o movimento da partícula ao entrar no campo magnético é: