UEM 2015 (Inverno, Conhecimentos Específicos) — questão 3 de Física

Enunciado em texto
Duas espiras de corrente, A e B, de raios e , respectivamente, concêntricas, circulares e coplanares, estão dispostas no vácuo. Em A flui, em sentido horário, uma corrente elétrica de intensidade , enquanto em B flui, em sentido anti-horário, uma corrente elétrica de intensidade . Com base nessas informações, assinale o que for correto.
Dado: T.m/A.
(01) O vetor indução magnética devido à espira A, no centro dessa espira, possui intensidade igual a .
(02) Se a condição for satisfeita, o vetor indução magnética resultante no centro do arranjo será nulo.
(04) Se o sentido da corrente elétrica for invertido, a intensidade do vetor indução magnética no centro do arranjo será .
(08) Se a intensidade da corrente elétrica na espira A for a zero em s, surgirá uma força eletromotriz autoinduzida em A dada por , sendo a indutância da espira A.
(16) Se a intensidade da corrente elétrica na espira B for a zero em s, haverá uma diminuição permanente do fluxo magnético que atravessa a espira A, de , sendo a área da espira B e a intensidade inicial do vetor indução magnética no centro da espira A.
(Enunciado: Vestibular UEM 2015 (Inverno), Conhecimentos Específicos — UEM/CVU.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).
Resolução comentada
O que a questão pede: somar os campos das duas espiras no centro comum e analisar a indução quando as correntes se anulam.
A ferramenta: no centro de uma espira circular,
perpendicular ao plano. Pela regra da mão direita, corrente horária dá campo entrando no plano; anti-horária, saindo.
(01) Verdadeira. É a fórmula acima para a espira A.
(02) Verdadeira. As correntes têm sentidos opostos, então os campos no centro são opostos. Com , eles têm o mesmo módulo e se cancelam.
(04) Falsa. Invertendo , as duas correntes ficam no mesmo sentido e os campos se somam:
A expressão dada (diferença das correntes dividida pela soma dos raios) não corresponde a nada.
(08) Verdadeira. Variando a própria corrente, varia o fluxo que ela cria na própria espira, e surge uma f.e.m. autoinduzida, contrária à variação (lei de Lenz):
(16) Falsa. O fluxo que atravessa A é o campo de B (na região de A) vezes a área de A, cerca de (supondo o campo de B aproximadamente uniforme dentro da espira menor). A expressão troca os campos e as áreas: não é o fluxo que desaparece.
⚠️ A armadilha: na (02), achar que basta para o campo se anular. O campo no centro depende de : a espira maior precisa de corrente maior.
A ideia em uma frase: no centro de uma espira B = μ₀i/2R; espiras concêntricas somam ou subtraem os campos conforme o sentido das correntes.
Resposta: soma 11 (01 + 02 + 08).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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