UEPG 2021 (Vocacionada) — questão 33 de Física

Gabarito 28Magnetismo — força num fio, campo de uma espira, indução (carga induzida), carga em campo e LenzVestibular de Primavera · Prova Vocacionada (somatória)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 33 de Física do UEPG 2021 (Vocacionada)

Enunciado em texto

No âmbito do Eletromagnetismo, assinale o que for correto.

(01) Quando um condutor retilíneo é imerso em um campo magnético uniforme de indução B⃗\vec{B}, ele fica sujeito a uma força magnética que é diretamente proporcional ao módulo de B⃗\vec{B} e à intensidade de corrente que atravessa o fio, mas é inversamente proporcional ao seu comprimento.

(02) O campo magnético gerado no centro de uma espira circular, percorrido por uma corrente elétrica, é diretamente proporcional a esse valor de corrente e ao raio da espira.

(04) Uma espira circular de área 2 m22\ \text{m}^2 é imersa em um campo de indução magnética uniforme B⃗\vec{B}, de modo que o plano da espira fique perpendicular a B⃗\vec{B}. A intensidade de B⃗\vec{B} varia em um intervalo de tempo Δt=4\Delta t = 4 s, de B(0)=8B_{(0)} = 8 T para B(4)=2B_{(4)} = 2 T. Sendo a resistência da espira igual a 6 Ω, podemos afirmar que a carga elétrica que atravessa uma secção reta do fio que constitui essa espira vale 2 C.

(08) Uma partícula com carga elétrica (q) é lançada com velocidade v⃗\vec{v} num campo de indução magnética B⃗\vec{B}. Se o ângulo entre os vetores velocidade e campo de indução for igual a 90°, a carga elétrica realizará um movimento circular uniforme.

(16) A Lei de Lenz afirma que a corrente induzida em uma espira em decorrência da variação temporal do fluxo de indução magnética que a atravessa é tal que se opõe à essa variação.

(Enunciado: Vestibular de Primavera 2021 UEPG — UEPG.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), Coordenadoria de Processos de Seleção (CPS).

Resolução comentada

O que a questão pede: julgar cinco afirmações de eletromagnetismo.

(01) Falsa. A força sobre um fio retilíneo de comprimento LL é

F=B i L sen θF = B\,i\,L\,\text{sen}\,\theta

Ela é diretamente proporcional ao comprimento: quanto mais fio dentro do campo, maior a força.

(02) Falsa. No centro da espira,

B=μ0 i2RB = \frac{\mu_0\,i}{2R}

O campo é proporcional à corrente, mas inversamente proporcional ao raio.

(04) Verdadeira. Com a espira perpendicular ao campo, o fluxo é Φ=B A\Phi = B\,A:

ΔΦ=(8−2)×2=12 Wb\Delta\Phi = (8 - 2) \times 2 = 12\ \text{Wb}

ε=ΔΦΔt=124=3 V\varepsilon = \frac{\Delta\Phi}{\Delta t} = \frac{12}{4} = 3\ \text{V}

i=εR=36=0,5 Ai = \frac{\varepsilon}{R} = \frac{3}{6} = 0{,}5\ \text{A}

Q=i Δt=0,5×4=2 CQ = i\,\Delta t = 0{,}5 \times 4 = 2\ \text{C}

Atalho: Q=ΔΦ/R=12/6=2Q = \Delta\Phi/R = 12/6 = 2 C (a carga não depende de quão rápido o fluxo varia).

(08) Verdadeira. Com v⃗⊥B⃗\vec{v} \perp \vec{B} (campo uniforme), a força magnética F=∣q∣ v BF = |q|\,v\,B é sempre perpendicular à velocidade: não muda o módulo de vv, só a direção. Força de módulo constante e sempre perpendicular à velocidade é força centrípeta: a carga faz MCU, de raio R=m v∣q∣ BR = \dfrac{m\,v}{|q|\,B}.

(16) Verdadeira. É o enunciado da lei de Lenz: o campo da corrente induzida tende a compensar a variação de fluxo que a criou (consequência da conservação da energia).

⚠️ A armadilha: na (02), lembrar só que “B depende de i e de R” e esquecer que o raio está no denominador: espira maior, campo menor no centro.

A ideia em uma frase: a carga induzida numa espira é a variação de fluxo dividida pela resistência: Q = ΔΦ/R.

Resposta: soma 28 (04 + 08 + 16).

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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