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Física E 1
GABARITO
Física E – Semiextensivo – V. 4
Exercícios
01) E
IB
i
II B
i
III B
força (vertical, para cima)
força (perpendicular à folha, saindo dela)
F(horizontal, para a direita)
02) 34
B
i
N S NS
força(perpendicular à folha,entrando nela)
01. Falsa.02. Verdadeira. F = B . i . L . senθ04.Falsa.08. Falsa.16. Falsa.32. Verdadeira. F = B . i . L . senθ A força é diretamente proporcional ao produto do
campo pela corrente.
03) 68
A força é perpendicular ao plano da folha, entrando nela;
01. Falsa.02. Falsa.04. Verdadeira.08. Falsa.16. Falsa.32. Falsa.64. Verdadeira. F = B . i . L . senθ
Física E2
GABARITO
04) E
05) 10–2 T
L = 0,1 m
F = B . i . L . senθ1 . 10–3 = B . 1 . 0,1 . sen 90o
B = 1 . 10–2 T
fio perpendicular àslinhas de indução
= 90°q
06) C
07) i = 10 A B = 0,2 T
45°
1 m
1 m
B
45°
RP
Q
2 m
B
q = 45°i
PQ
F
F = B . i . L . sen 45o
F = 0,2 . 10 . 2 . 22
F = 2N Perpendicular à folha e para dentro dela.
x2 = 12 + 12
x2 = 2
x = 2 m
i
B
q = 90°
FRQ
F = B . i . L . sen 90o
F = 0,2 . 10 . 1 . 1 = 2N Perpendicular à folha e para fora dela.
b) Fresultante = FPQ + FPR + FQR = 0
Física E 3
GABARITO
08) AV = 4,8 Vm = 5 g = 5 . 10–3 KgL = 10 cm = 0,1 mR = 0,1 Ω
No fio todo temos:
V = R . i4,8 = 0,12 . ii = 40 A
Para que ocorra o equilíbrio:P = Fmagnética = 5 . 10–2 NF = B . i . L . senθ5 . 10–2 = B . 40 . 0,1 . 1B = 12,5 . 10–3 T
09) B
FR = 0Mresultante = 0
10) a)
b)
+
B
R
força
i
i
força
B
Visão frontal
Rotação no sentido anti-horário em relação ao leitor.
c) Diminuir a resistência do reostato de modo que au-mente a intensidade da corrente.
11) 42
01. Falsa. O campo resultante é diferente de zero.
02. Verdadeira. Br =
B1 +
B2
04. Falsa.08. Verdadeira.16. Falsa. Afastá-los.32. Verdadeira.
Física E4
GABARITO
12) C
13) B
F = µ
πo i i
d. . .
.1 2
2
F = 4 10 1 2 1
2 2 10
7
2
ππ
. . . ..
−
−
F = 2 . 10–5 . T Atração
14) C a = 1 cm = 1 . 10–2 m b = 8 cm = 8 . 10–2 m L = 30 cm = 30 . 10–2 m
a b
L
i = 20 A2
F12 F12
i = 30 A1
i2 i2
Sobre o trecho da espira à esquerda, temos uma força de atração de módulo:
F12 = µ
πo i i
d. . .
.1 2
2
= 24 10 30 20 30 10
2 1 10
7 2
2
ππ
. . . . .
. .
− −
− =
= 3,6 . 10–3 N
Sobre o trecho da espira à direita temos uma força de repulsão de módulo:
F'12 = µ
πo i i
d. . .
.1 2
2
= 2 4 10 30 20 30 10
2 9 10
7 2
2
π
π
. . . . .
. .
− −
−( ) F'12 = 0,4 . 10–3 N
Fresultante = F12 – F'12 = 3,6 . 10–3 – 0,4 . 10–3 = 3,2 . 10–3 N
15) A Repulsão
Física E 5
GABARITO
16) A
17) 0,30 cm
0,30 cm
A = 0,09 m2
a) ∅o = B . A . cos 0o
∅o = 0,2 . 0,09 . 1 ∅o = 1,8 . 10–2 wb
∅ƒ = B . A . cos 0o
∅ƒ = 0,8 . 0,09 .1 ∅ƒ =7,2 . 10–2 wb
b) ε = – ∆∆∅t=–
7 2 10 18 10
0 04
2 2, . , .
,
− −−( )
ε = – 1,35 V
18) 4401. Falsa. Não existe variação no fluxo.02. Falsa. Para que exista força eletromotriz induzida
basta haver variação no fluxo.04. Verdadeira.08. Verdadeira.
ε = – 1 4
1
−( ) = + 3V
16. Falsa. Não há variação no fluxo.32. Verdadeira.
ε = –∆∆∅t
= – 1 4
1
−( ) = – 3V
19) B Trecho V
ε = – ∆∆∅t=
− −( )0 12
0 1
,
,= + 12V
20) 5901. Verdadeira.02. Verdadeira.04. Falsa. São linhas fechadas.08. Verdadeira.16. Verdadeira.32. Verdadeira.64. Falsa. Geram campos elétricos.
21) E Para que haja força eletromotriz é necessário haver
variação no campo magnético que circula por dentro da bobina. Isso ocorre em todas as situações.
22) B
Ao transladar ao longo de y, não ocorre variação no campo dentro da espira.
23) 24 A
ε = v . . Bε = 80 . 0,6 . 10ε = 480 V
V = R . i480 = 20 . ii = 24 A
Física E6
GABARITO
24) BL = Im
ε = v . . B23,8 . 10–5 = v . 1 . 17 . 10–6
v = 14 m/sv2 = vo
2 + 2 = ∆X(14)2 = 02 + 2 . 10 . ∆X196 = 20 ∆X∆X = 9,8 m
25) B•Polarizaçãodabarra;•Verexercício55eateoriaacimadele.
Polarização no gerador: εTensão induzida: ε' = v . L . B
i = ε ε−
+’
R r
i = ε − v L B
R. .
26)
a)
A = πR2
A = 3 (2 . 10–2)2
A = 12 . 10–4 m2
ε = –∆∆∅t
= – 1 10 12 10 0 0
1 10
4 4
2
. . . . cos
.
− −
−
−( )o
ε = – 1,2 . 10–5 V
b) = 2πR = 2π . 2 . 10–2 m A = πR2 = π(1 . 10–3)2
Pois r = 1 mm = 1 . 10–3 m
Ass im: R = ρA
= 2 10 2 2 101 10
8 2
3 2
. . . . .( . )
− −
−
ππ
=
8 . 10–4 Ω V = R . I ∴ 1,2 . 10–5 = 8 . 10–4 . I ∴ i = 1,5 . 10–2 A
27) R = 4Ω N = 10 espiras
A = 0,3 m x 0,2 m x 0,06 m2
a) AB = 16 – 8 = 8T
ε = ∆∆∅t=
−AB At
o. . cos 0∆
=− 8 0 06 1
12. , .
, ε = – 0,4 . 10 espiras ε = – 4 V
b) V = R . i 4 = 4 . i ∴ i = 1A
28) 3,75 . 10–3 N
B = 0,15 T (entrando na página)
0,5 m v = 2,0 m/s
B = 0,15 TR = 30Ω
ε = v . . Bε = 2 . 0,5 . 0,15ε = 0,15 V
Física E 7
GABARITO
ε = R . i0,15 = 30 . ii = 0,005 A
F = B . i . L . senθF = 0,15 , 0,15 . 0,005 . sen 90o
F = 3,75 . 10–3 N
29) θ = 60o
a) ∅ = B . A . cosθ ∅ = 2 . 0,12 . cos 60o
∅ = 1,2 . 10–1 wb
b) ∅ = B . A . cosθ ∅ = 6 . 0,12 . cosθ ∅ = 3,6 . 10–1 wb
c) ε = − ∅∆
∆t= – 2 4 10
2 10
1
3
. ..
−
− = – 1,2 . 102 V
30) Lei da indução eletromagnética de Faraday.a) Verdadeira. Pois há variação do campo magnético
dentro da bobina.b) Falsa. Pois há variação do campo magnético dentro
da bobina.c) Falsa. Pois não há variação do campo magnético
dentro da bobina.
31) a) N = 100 espiras. ∆A = 15 cm2 = 15 . 10–4 m2
B = 50 . 10–6 T
R = 20 Ω t = 1,5 s
ε = N –∆∆∅t=
− −5 10 15 10 6015
6 4. . . . cos,
o
. 100
ε = – 2,5 . 10–6 V
V = R . i 2,5 . 10–6 = 20 . i i = 1 . 25 . 10–7 A
b)
Para haver repulsão magnética entre os condutores, eles devem ser percorridos por correntes elétricas de sentidos opostos. Assim, a corrente no outro fio deve ser de baixo para cima.
F = µ
πo i i
d. . .
.1 2
2
⇒ como i1 = i2 = i
F
= µ
πo i
d. 2
2
4 . 10–9 = 2 4 102 8 10
7 2
2
ππ
. .. .
−
−
i ⇒ 32 . 10–11 = 2 . 10–7. i2
i2 = 16 . 10–4 ∴ i = 4,0 . 10–2 A.
32) C
Logo, a corrente induzida cria um campo em sentido contrário.
Física E8
GABARITO
33) 28
Observação: em (1) o campo ⊗ estará aumentando a corrente induzida cria um campo em sentido contrá-rio;
Em (2) o campo ⊗ estará diminuindo a corrente indu-zida cria um campo no mesmo sentido.
01. Falsa. Na entrada a força magnética é . Na
saída a força magnética é . Logo, a
espira levará menos tempo para frear pois é cons-tantemente freada.
02. Falsa. 04. Verdadeira. Todo fio percorrido por corrente elétrica
esquenta (efeito Joule).08. Verdadeira. 16. Verdadeira. Veja a observação acima.
34) A
I. Em E1 teremos a formação de um norte e uma corrente de A para B. Assim uma corrente de C para D aparecerá em E2 defletindo a bússola (regra da mão direita).
II. Com o imã parado, não há indução eletromagnéti-ca e, portanto, a bússola mantém-se como na po-sição inicial.
III. Em E1 teremos a formação de um sul, e uma cor-rente de B para A será gerada. A situação descrita acarretará uma deflexão oposta à situação I.
35) 1101. Verdadeira. O sentido da corrente induzida é tal
que se opõe à causa que lhe deu origem. Como esta se deu a partir do aumento de um campo magnético , a corrente induzida cria um campo em sentido contrário.
02. Verdadeira.04. Falsa. À medida que a espira é introduzida no
campo, o módulo do fluxo magnético aumenta.08. Verdadeira.16. Falsa.
F = B . i . L . sen 90o
F = B . i . L como i = VR
F = B . VR
. a
36) A Observação: para que o diodo emita luz, é necessário
que o sentido da corrente coincida com a da represen-tação do diodo.
I. Verdadeira.
Física E 9
GABARITO
II. Falsa. O contrário: o diodo 2 acenderá e 1 manter-se-á apagado.
III. Falsa. O contrário: o diodo 2 apagará e 1 acender-se-á.
37) A
O sentido da corrente induzida se opõe à causa que lhe deu origem, diminuindo assim cada vez mais sua amplitude.
38) E
Como em I a área da espira é maior, o fenômeno da indução será mais intenso e, por consequência, o valor da corrente também será. Já os sentidos serão iguais.
39) 94
01. Falsa. O campo magnético decresce com o aumen-to da distância. Como as espiras se distanciam do fio, o campo magnético no seu interior diminui.
02. Verdadeira.04. Falsa. .
08. Verdadeira. A variação do fluxo por tempo será
maior ε = − ∅∆∆t
16. Verdadeira.32. Falsa.64. Verdadeira.
40) AI.
No momento em que a chave C é fechada, o cam-po magnético gerado por esse solenoide sobre o seguinte está aumentando.
Física E10
GABARITO
O campo gerado no solenoide abaixo é horizontal para direita e está aumentando. A corrente induzida cria um campo no sentido contrário; logo, horizontal para a es-querda. Perceba o sentido da corrente induzida.
II.
41) A
42) D Havendo um corrente contínua no circuito de cima, não
haverá variação do fluxo magnético no condutor de baixo, assim não haverá registro de corrente elétrica.
43) C Perceba que o condutor em questão, a bobina, trata-se de
um condutor aberto. Sendo assim, ao aproximarmos da bobina o ímã, haverá variação do fluxo e consequentemente força eletromotriz induzida, mas não haverá passagem de corrente.
44) E
45) D
46) A
No momento em que a chave ch é fechada, o campo magnético gerado por essa na bobina B estará aumentando, ocasionando indução e, portanto, aparecimento de corrente induzida.
47) 8601. Falsa. Na queda a corrente induzida irá gerar
um polo norte no solenoide se opondo ao movimento do ímã.
02. Verdadeira. Porque há variação do fluxo magnético.
04. Verdadeira.08. Falsa. Na entrada no solenoide a força mag-
nética é oposta à força peso, aumentando assim o tempo que o ímã leva para atravessar o solenoide.
16. Verdadeira. Na entrada o fluxo magnético no interior do solenoide estará aumentando, criando assim uma corrente. Da metade in-ferior até sair completamente, o fluxo dentro do solenoide estará diminuindo, criando uma corrente num sentido oposto ao da entrada.
32. Falsa. Haverá variação no fluxo, portanto f.e.m. induzida.
64. Verdadeira.
Física E 11
GABARITO
48) C
49) C Quando o aro penetra na região do campo, a corrente
induzida cria uma força em sentido contrário retardando o tempo de entrada. Quando o aro começa a sair da região onde existe o campo, a corrente induzida cria uma força em sentido contrário retardando o tempo de saída.
50) B
51) E
52) D
53) D máquina a vapor – gerador – lâmpada
energiatérmica
energiamecânica
energiaelétrica
energiatérmica
eluminosa
54) B
55) EI. Falsa. Pnominal máxima da Usina de Três Gargantas é
maior.II. Verdadeira.III. Verdadeira.
56) E•24turbinas–––––240MW(potênciainstalada) Assim cada turbina tem uma potência máxima de
10MW.•Aosdomingos 240MW.60%=144MW
I. Verdadeira.24.10MW.0,6=144MwII. Verdadeira.12.10MW=120MW ⊕ 12.10MW.0,2=24MW 144MWIII. Verdadeira.14.10MW=140MW ⊕ 1.10MW.0,4=4MW 144MW
57) 13
58) 1501. Verdadeira.02. Verdadeira.
04. Verdadeira. R = ρA
08. Verdadeira.16. Falsa. Os transformadores funcionam com base na
lei de Faraday (indução eletromagnética).32. Falsa. É diretamente proporcional ao quadrado da
corrente.
59) C (2) fusível (proteção) (4) gerador (3) motor ou receptor elétrico (1)
60) 06
01. Falsa. i2 = NN
2
1
. i
02. Verdadeira. Indução eletromagnética.04. Verdadeira.08. Falsa. Não necessariamente. Existem transforma-
dores abaixadores ou aumentadores de tensão.
16. Falsa. i2 = NN
2
1
. i1
61) CI. Verdadeira.
II. Falsa. VN
1
1
= VN
2
2
III. Verdadeira. IV. Verdadeira. Lei de Lenz.
Física E12
GABARITO
62) C
63) 4101. Verdadeira. 02. Falsa. A indução eletromagnética é ocasionada por
valores de correntes variáveis que induzem o apa-recimento de correntes induzidas no secundário.
04. Falsa. Um transformador não funciona ligando o pri-mário a uma fonte de tensão contínua. (bateria)
08. Verdadeira. VN
1
1
= VN
2
2
∴ V1
500 = 220
1000 ∴ V1 =
110 V.16. Falsa. Tanto a tensão quanto a corrente sofrem
transformações.32. Verdadeira. Ø = B . A . cosθ
64) CVN
1
1
= VN
2
2
∴ 11020
= V2
1000 ∴ V2 = 550 V
V2 = R2 . i2550 = 20 000 . i2
i2 = 0,275 A
65) E O transformador, para funcionar, precisa ser ligado a
uma fonte de tensão alternada. Da forma proposta, haverá fluxo no secundário, porém não haverá indução eletromagnética.
66) C
Veficaz = Vmáx
2
67) C
68) D N2 = 2N N1 = N V1 = 110 V i1 = 2 A
VN
1
1
= VN
2
2
1102
2
NVN
=
V2 = 220 V
i1 . N1 = i2 . N2
2 22N i N= . i2 = 1 A
P = V . i P = 220 . 1 P=220W
69) B
NN
1
2
= 10
VN
1
1
= VN
2
2
∴ V1 = V2 . NN
1
2
V1 = V2 . 10 ∴ V2 = V1
10
70) 05 N2 < N1 ∴ V2 < V1 ∴ i2 > i1
01. Verdadeira. 02. Falsa. O transformador não funciona ligado a uma
fonte de tensão contínua.04. Verdadeira.08. Falsa. i1 . N1 = i2 . N2 ∴ i2 > i116. Falsa.