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Física 3ª série Atividade

Ímãs, campo magnético e força magnética

Atividade com 10 questões sobre ímãs, magnetismo terrestre, experiência de Oersted, campo de fio e de solenoide, força magnética sobre cargas e fios, motor elétrico e auroras polares.

  • 10 questões
  • cerca de 55 minutos
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Física, 3ª série: Ímãs, campo magnético e força magnética

  1. Um ímã em forma de barra é partido ao meio, perpendicularmente à linha que une seus polos. Como resultado, obtêm-se

    1. um polo norte isolado e um polo sul isolado
    2. dois pedaços sem magnetismo, pois os polos foram separados
    3. dois ímãs menores, cada um com um polo norte e um polo sul
    4. dois polos norte, já que o ímã foi cortado no meio
    5. um ímã com dois polos norte e outro com dois polos sul

  2. A agulha de uma bússola é um pequeno ímã que se orienta no campo magnético da Terra. O polo norte da agulha aponta para o norte geográfico porque, nas proximidades do polo norte geográfico, encontra-se

    1. o polo norte magnético da Terra
    2. o polo sul magnético da Terra
    3. uma grande jazida de ferro que atrai a agulha
    4. o ponto em que o campo magnético terrestre é nulo
    5. o centro de rotação do campo elétrico terrestre

  3. Em 1820, Hans Christian Oersted observou que a agulha de uma bússola se desviava quando colocada perto de um fio percorrido por corrente elétrica. Essa observação mostrou que

    1. correntes elétricas produzem campo magnético
    2. ímãs produzem corrente elétrica em fios parados
    3. a bússola é atraída pelo cobre do fio
    4. o campo magnético da Terra desaparece perto de fios
    5. cargas elétricas paradas produzem campo magnético

  4. Um fio retilíneo e longo é percorrido por uma corrente de 10 A. A figura mostra o fio e um ponto P situado a 5,0 cm dele.

    Fio retilíneo longo, vertical, percorrido por uma corrente de 10 A para cima. O ponto P está a 5,0 cm do fio, ligado a ele por um segmento tracejado perpendicular.

    Com μ0 = 4π · 10−7 T · m/A, a intensidade do campo magnético no ponto P, à distância d = 5,0 cm do fio, dada por B = μ0 · i / (2π · d), é

    1. 4,0 · 10−7 T
    2. 2,0 · 10−5 T
    3. 4,0 · 10−3 T
    4. 1,3 · 10−4 T
    5. 4,0 · 10−5 T

  5. Um solenoide de 50 cm de comprimento tem 1 000 espiras e é percorrido por uma corrente de 2,0 A. Considerando μ0 = 4π · 10−7 T · m/A e π = 3, o campo magnético no interior do solenoide, dado por B = μ0 · N · i / L, é de aproximadamente

    1. 2,4 · 10−3 T
    2. 4,8 · 10−1 T
    3. 1,2 · 10−3 T
    4. 4,8 · 10−3 T
    5. 9,6 · 10−3 T

  6. Um próton (carga 1,6 · 10−19 C) entra com velocidade de 2,0 · 105 m/s em uma região de campo magnético uniforme de 0,50 T, perpendicular à sua velocidade, como mostra a figura (os símbolos × indicam o campo entrando no plano do papel).

    Um próton se aproxima, com velocidade v horizontal para a direita, de uma região de campo magnético uniforme B, representada por símbolos ×, que indicam o campo entrando no plano do papel, perpendicular à velocidade.

    A intensidade da força magnética sobre o próton é

    1. 3,2 · 10−14 N
    2. 1,6 · 10−14 N
    3. 6,4 · 10−14 N
    4. 1,6 · 10−24 N
    5. 1,0 · 105 N

  7. Um elétron se move em linha reta, com velocidade paralela às linhas de um campo magnético uniforme. A força magnética sobre ele é

    1. máxima, pois o elétron acompanha as linhas de campo
    2. nula, pois a velocidade é paralela ao campo
    3. paralela ao campo, no mesmo sentido da velocidade
    4. perpendicular ao campo, e o elétron passa a girar
    5. igual ao peso do elétron, no sentido oposto

  8. Um trecho de 30 cm de um fio, percorrido por corrente de 5,0 A, está imerso em um campo magnético uniforme de 0,20 T, perpendicular ao fio, como mostra a figura (os símbolos × indicam o campo entrando no plano do papel).

    Fio retilíneo horizontal percorrido por corrente de 5,0 A para a direita, que atravessa uma região de 30 cm de largura com campo magnético uniforme B, representado por símbolos × (campo entrando no plano do papel, perpendicular ao fio).

    A intensidade da força magnética sobre esse trecho é

    1. 30 N
    2. 3,0 N
    3. 0,30 N
    4. 7,5 N
    5. 0,030 N

  9. Em um motor elétrico de corrente contínua, uma bobina percorrida por corrente fica entre os polos de um ímã. O funcionamento do motor se baseia no fato de que

    1. a bobina é atraída pelo ímã até grudar nele e parar
    2. a força magnética sobre os lados da bobina produz um torque que a faz girar
    3. a corrente elétrica aquece a bobina, que se expande e gira
    4. o ímã gera corrente elétrica na bobina, que é armazenada
    5. a bobina repele o campo elétrico do ímã

  10. As auroras polares são luzes coloridas que aparecem no céu em regiões de altas latitudes. Elas ocorrem quando partículas carregadas emitidas pelo Sol (vento solar) chegam à Terra.
    a) Explique por que essas partículas são desviadas pelo campo magnético da Terra e tendem a chegar à atmosfera perto dos polos.
    b) Mostre que uma partícula de carga q e massa m que entra perpendicularmente em um campo magnético uniforme B, com velocidade v, descreve uma circunferência de raio r = mv/(qB).
    c) Calcule esse raio para um próton (m = 1,67 · 10−27 kg; q = 1,6 · 10−19 C) com v = 1,0 · 106 m/s em um campo de 5,0 · 10−5 T.

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