Voltar Inicial Enem Mecânica Óptica

 

 

 

 

 

 

Imãs e campo magnético

 

60-(ESCOLA NAVAL-012-013)

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Um plano horizontal α contém determinado ponto O sobre o equador (geográfico), num local onde o campo magnético terrestre tem componente horizontal http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/UENaval13/image021.jpg. Sob a ação única desse campo, a agulha magnetizada AA’ de uma bússola de eixo vertical  se alinhou ao meridiano magnético que passa por O, como mostra a figura. Considere que as propriedades

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 magnéticas do planeta são as de uma barra cilíndrica  imantada com pólos magnéticos M e M’, ambos pontos da superfície terrestre. Já o eixo de rotação da Terra passa pelos pólos geográficos G e G’. Se esses quatro pólos têm suas projeções verticais em α (Ma, ...G’a) alinhadas com a agulha, um navegante, partindo de O) no sentido sul indicado inicialmente pela bússola, e que se desloque sem desviar sua direção, primeiramente passará próximo ao pólo

a) geográfico sul, se o pólo mais próximo de O for o pólo magnético norte  (barra imantada).

b) geográfico sul,  se o pólo mais próximo de O for o pólo magnético sul  (barra imantada).

c) geográfico norte,  se o pólo mais próximo de O for o pólo magnético norte  (barra imantada).

d) geográfico norte,  se o pólo mais próximo de O for o pólo magnético sul  (barra imantada).

e) geográfico sul (barra imantada),  se esse for o pólo mais próximo de O.

 

61- (UFPR-PR-013)

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Um indivíduo situado em Porto Alegre (RS) observou, através de uma bússola, que no inverno a direção do nascer do

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sol não coincidia com a direção leste da mesma, mas sim com a direção nordeste. A respeito do assunto, identifique as afirmativas a seguir como verdadeiras (V) ou falsas (F):

( ) No inverno, a direção do sol nascente não coincide com o leste geográfico.

( ) Bússolas são sensíveis a campos magnéticos locais, que desviam as direções, sendo este o fator que justifica a divergência entre a direção apontada por elas e a do nascer do sol.

( ) Por se tratar de equipamento de baixa precisão, as bússolas não devem ser utilizadas para determinar direções.

( ) Em geral, o leste geográfico diverge do leste magnético apontado pela bússola.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.

a) F – V – V – F.          b) V – F – V – F.              c) F – F – V – V.             d) V – V – F – F.               e) V – F – F – V.

 

62-(PUC-MG-013)

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Em poucas palavras, a bússola é um instrumento constituído por um pequeno ímã na forma de uma agulha, que

pode girar livremente por um ponto fixo em seu eixo, localizado em seu ponto médio. Esse ímã é montado sobre

um suporte mostrador onde estão indicados os pontos cardeais e sempre se orienta praticamente na direção que

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liga os polos Norte e Sul geográficos. Isso acontece porque:

a) existe um campo magnético em torno da Terra e um componente desse campo paralelo à superfície da Terra orienta a bússola.

b) nas proximidades da superfície terrestre, existe um campo elétrico que faz com que o pequeno ímã sofra essa orientação.

c) a bússola se orienta devido ao magnetismo de algumas jazidas minerais existentes na superfície da Terra ou a pequenas profundidades.

d) a bússola se orienta na direção Norte e Sul terrestre devido à aurora boreal existente nos polos.

 

63-(PUC-PR-013)

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A respeito dos conceitos de eletromagnetismo, analise as afirmações a seguir:

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I. Uma carga elétrica imersa em um campo elétrico sempre está sujeita a uma força elétrica.

II. Uma carga elétrica imersa em um campo magnético sempre está sujeita a uma força magnética.

III. A ciência ainda não encontrou nenhuma função ou aplicação para o campo magnético gerado pela Terra, além da orientação de bússolas.

IV. Um campo magnético sempre altera a trajetória de uma carga em movimento.

V. Até mesmo aparelhos elétricos pequenos em funcionamento geram ao seu redor campos magnéticos.

Estão corretas APENAS:

A) I, II e III.            B) II e IV.                 C) I e V.                  D) I, IV e V.                E) II, III e V.

 

64-(UNESP-SP-013)64

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A bússola interior

A comunidade científica, hoje, admite que certos animais detectam e respondem a campos magnéticos. No caso das trutas arco-íris, por exemplo, as células sensoriais que cobrem a abertura nasal desses peixes apresentam feixes de magnetita que, por sua vez, respondem a mudanças na direção do campo magnético da Terra em relação à cabeça do peixe, abrindo canais nas membranas celulares e permitindo, assim, a passagem de íons; esses íons, a seu turno, induzem os neurônios a enviarem mensagens ao cérebro para qual lado o peixe deve nadar. As figuras demonstram esse processo nas trutas arco-íris:

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Na situação da figura 2, para que os feixes de magnetita voltem a se orientar como representado na figura 1, seria necessário submeter as trutas arco-íris a um outro campo magnético, simultâneo ao da Terra, melhor representado pelo vetor

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Força  magnética sobre uma carga móvel imersa num campo magnético

 

61-(UNIMONTES-MG-013)

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Feixes de partículas de alta energia, como elétrons e prótons, têm sido imensamente úteis para os estudos de átomos e núcleos, cujo objetivo é conhecer a estrutura fundamental da matéria. Para trabalhar com os feixes, porém, é preciso produzi-los e controlá-los e, para tal, são usados os  aceleradores de partículas.

Resumidamente, o esquema de funcionamento de um desses aceleradores consiste em estabelecer uma diferença de

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potencial para que as partículas carregadas entrem em movimento e, em seguida, fazê-las passar por um campo magnético que as desvia, direcionando-as, de modo que suas trajetórias as façam passar novamente pela mesma diferença de potencial, por repetidas vezes. Dessa maneira, elas adquirem uma energia cinética extremamente elevada.

Em um experimento de física nuclear, um próton é acelerado a partir do repouso por uma diferença de potencial que o faz adquirir uma velocidade v = 1,5.106m/s.

Em seguida, o próton entra numa região de campo magnético uniforme de módulo 250 mT, com uma velocidade perpendicular ao campo. O próton, então, passará a percorrer uma trajetória circular de raio

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A) 8cm.                                    B) 6cm.                                      C) 5cm.                                        D) 4cm.

 

62-(ESPCEX-013)

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Partículas com grande velocidade, provenientes do espaço, atingem todos os dias o nosso planeta e algumas delas

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interagem com o campo magnético terrestre. Considere que duas partículas A e B, com cargas elétricas  QA> 0 e QB<0, atingem a Terra em um mesmo ponto com velocidades, http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/UEsPcex013/image003.jpg  perpendiculares ao vetor campo magnético local.

Na situação exposta, podemos afirmar que

a)  a direção da velocidade das partículas A e B não irá se alterar.

b)  a força magnética sobre A terá sentido contrário à força magnética sobre B.

c)  a força magnética que atuará em cada partícula terá sentido contrário ao do seu respectivo vetor velocidade.

d)  a força magnética que atuará em cada partícula terá o mesmo sentido de vetor campo magnético local.

e)  a direção da velocidade das partículas  A e B é a mesma do seu respectivo vetor força magnética.

 

63-(PUC-RJ-013)

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Cientistas crêem ter encontrado o tão esperado “bóson de Higgs” em experimentos de colisão próton-próton com

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-energia inédita de 4 TeV (tera elétron-Volts) no grande colisor de hádrons, LHC. Os prótons, de massa 1,7.1027 kg

-e carga elétrica 1,6.10-19 C, estão praticamente à velocidade da luz (3.108 m/s) e se mantêm em uma trajetória

circular graças ao campo magnético de 8 Tesla, perpendicular à trajetória dos prótons.

Com estes dados, a força de deflexão magnética sofrida pelos prótons no LHC é em Newton:

(A) 3,8.1010-           (B) 1,3.1018-                (C) 4,1.1018-                 (D) 5,1.1019-                   (E) 1,9.1010

 

64-(UNESP-SP-013)

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Um feixe é formado por íons de massa m1 e íons de massa m2, com cargas elétricas q1 e q2, respectivamente, de mesmo módulo e de sinais opostos. O feixe penetra com velocidade V, por uma fenda F, em uma região onde atua um campo magnético uniforme B, cujas linhas de campo emergem na vertical perpendicularmente ao plano que contém a figura e com sentido para fora. Depois de atravessarem a região por trajetórias tracejadas circulares de raios R1 e R2=2R1, desviados pelas forças magnéticas que atuam sobre eles, os íons de massa m1 atingem a chapa fotográfica C1

 e os de massa m2  a chapa C2.

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Considere que a intensidade da força magnética que atua sobre uma partícula de carga q, movendo-se com velocidade v, perpendicularmente a um campo magnético uniforme de módulo B, é dada por FMAG= |q| · v · B.

Indique e justifique sobre qual chapa, C1 ou C2, incidiram os íons de carga positiva e os de carga negativa.

Calcule a relação m2/m1 entre as massas desses íons.


 

Força magnética sobre um condutor retilíneo imerso num campo magnético

 

18-(UCS-RS-013)

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Os motores elétricos são importantes instrumentos na vida moderna, pois elevadores, liquidificadores, aspiradores de

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pó e vários outros equipamentos de uso cotidiano dependem deles. O princípio de funcionamento desses motores é baseado na interação entre corrente elétrica e campo magnético. Considere um fio reto de 0,2 m de comprimento, no qual circula uma corrente elétrica de 2 A. Esse fio está submetido a um campo magnético de 0,09 T, cujo sentido faz 30º com o sentido da corrente. Qual é o módulo da força magnética sobre o fio? Considere cos30º = 0,87 e sen30º = 0,5.

a) 0,018 N                   b) 0,028 N                      c) 0,038 N                      d) 0,110 N                      e) 0,509 N

 

19-(MACKENZIE-SP-013)

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Certo condutor elétrico cilíndrico encontra-se disposto verticalmente em uma região do espaço, percorrido por uma intensidade de corrente elétrica  i, conforme mostra a figura ao lado.

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Próximo a esse condutor, encontra-se a agulha imantada de uma bússola, disposta horizontalmente. Observando-se a situação, acima do plano horizontal da figura, segundo a vertical descendente, assinale qual é o esquema que melhor

ilustra a posição correta da agulha.

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Campo magnético originado por um condutor retilíneo extenso – Força de interação entre dois fios condutores paralelos

 

39-(UDESC-SC-013)

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Um fio retilíneo e horizontal, com 15g de massa e 1,0m de comprimento, é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i. O fio está a uma altura h do chão e há um campo magnético uniforme B=0,50T entrando no plano desta página, como mostra a Figura 3.

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Assinale a alternativa que apresenta, respectivamente, o valor e o sentido da corrente elétrica, para que o fio flutue permanecendo em repouso.

A. ( ) 0,3A, para a direita                     B. ( ) 0,3A, para a esquerda                             C. ( ) 300A, para a direita

D. ( ) 300A, para a esquerda                E. ( ) 30A, para a direita

  

40-(MACKENZIE-SP-013)

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Certo condutor elétrico cilíndrico encontra-se disposto verticalmente em uma região do espaço, percorrido por uma intensidade de corrente elétrica  i, conforme mostra a figura ao lado.

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Próximo a esse condutor, encontra-se a agulha imantada de uma bússola, disposta horizontalmente. Observando-se a situação, acima do plano horizontal da figura, segundo a vertical descendente, assinale qual é o esquema que melhor

ilustra a posição correta da agulha.

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Campo magnético gerado por uma espira circular e por um solenóide

 

32-(UEL-PR-013)

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Com o objetivo de estudar a estrutura da matéria, foi projetado e construído no CERN (Centro Europeu de Pesquisas

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Nucleares) um grande acelerador (LHC) para fazer colidir dois feixes de prótons, ou íons pesados.

Nele, através de um conjunto de ímãs, os feixes de prótons são mantidos em órbita circular, com velocidades muito próximas à velocidade da luz c no vácuo. Os feixes percorrem longos tubos, que juntos formam um anel de 27 km de perímetro, onde é feito vácuo. Um desses feixes contém N=2,0.1014 prótons distribuídos uniformemente ao longo dos tubos. Os prótons são mantidos nas órbitas circulares por horas, estabelecendo, dessa forma, uma corrente elétrica no anel.

a) Calcule a corrente elétrica i, considerando o tubo uma espira circular de corrente.(adote c=3,0.108m/s e  a carga de um próton e=1,6.10-19C).

b) Calcule a intensidade do campo magnético gerado por essa corrente no centro do eixo de simetria do anel do acelerador LHC (adote π = 3 e μo=1,26.10-6Tm/A).

Apresente os cálculos realizados na resolução deste item.

  

33-(PUC-RS-013) 33

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Um fio longo e reto é posicionado no mesmo plano que uma espira condutora retangular, como mostra o esquema a seguir. Uma corrente elétrica i percorre o condutor no sentido indicado.

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Nestas circunstâncias, a corrente induzida na espira será

A) no sentido anti-horário se a corrente i for constante e a distância entre a espira e o fio for continuamente diminuída.

B) no sentido horário se a corrente i for constante e a distância entre a espira e o fio for continuamente aumentada.

C) no sentido anti-horário se a corrente i for continua­mente aumentada e a distância entre a espira e o fio for constante.

D) no sentido horário se a corrente i for continuamente diminuída e a distância entre a espira e o fio for constante.

E) nula se a corrente i for constante e a distância entre a espira e o fio for mantida.

 

34-(PUCCAMP-SP-013)

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Uma espira gira no interior de um campo magnético para gerar energia elétrica. Considere uma espira retangular

MNPQ imersa em uma região onde existe um campo magnético http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/UPUCCAMP13/image003.jpg. Esta espira gira em torno de um eixo Y, no sentido indicado na figura (o lado MN está entrando no plano desta folha e o lado PQ está saindo dele).

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Nestas condições, e para o instante representado na figura, é correto afirmar que

(A) no lado MN da espira, o potencial elétrico do ponto M é menor que o de N.

(B) no lado PQ da espira, a extremidade P fica eletrizada negativamente e o Q, positivamente.

(C) os lados MN e PQ equivalem a duas baterias associadas em paralelo.

(D) a força magnética que atua no lado PQ da espira é perpendicular ao plano da folha e saindo dele.

E) a corrente elétrica induzida na espira tem o sentido N → M → Q → P.

 

35-(AFA-013)

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Na região próxima a uma bobina percorrida por  corrente elétrica contínua, existe um campo de indução magnética

B, simétrico ao seu eixo (eixo  x), cuja magnitude diminui com o aumento do módulo da abscissa x, como mostrado na

figura abaixo

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Uma partícula de carga negativa é lançada em x = xo com uma velocidade Vo, formando um ângulo θ com o sentido

positivo do eixo x.

O módulo da velocidade  v descrita por essa partícula, devido somente à ação desse campo magnético, em função

da posição x, é melhor representado pelo gráfico

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Fluxo magnético- Indução eletromagnética – Sentido da corrente elétrica induzida

 

37-(UERN-RN-PSV-013)

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A corrente elétrica induzida em uma espira, ao se aproximar e afastar com velocidade constante um ima na direção do seu eixo, conforme indicado na figura a seguir, é

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A) continua e se opõe a variação do fluxo magnético que a originou.

B) alternada e se opõe a variação do fluxo magnético que a originou.

C) continua e ocorre a favor da variação do fluxo magnético que a originou.

D) alternada e ocorre a favor da variação do fluxo magnético que a originou.

               

38-(CEFET-MG-013)

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Um anel condutor e circular está posicionado em frente a um ímã, conforme ilustração seguinte.

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Fazendo o anel girar em torno do eixo z com velocidade angular constante e período T, o gráfico que representa, corretamente, a corrente nele induzida em função do tempo é

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39-(AFA-013)

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Um gerador homopolar consiste de um disco metálico que é posto a girar com velocidade angular constante em um

campo magnético uniforme, cuja ação é extensiva a toda a área do disco, conforme ilustrado na figura abaixo.

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Ao conectar, entre a borda do disco e o eixo metálico de rotação, uma lâmpada  L cuja resistência elétrica tem

comportamento ôhmico, a potência dissipada no seu filamento, em função do tempo, é melhor representada pelo

gráfico

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40- (UFRGS-RS-013)

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O aumento da concentração populacional nas áreas urbanas impõe o desenvolvimento de transportes de massa mais eficientes. Um candidato bastante promissor para esse trabalho é o trem MAGLEV, abreviatura inglesa de Magnetic

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Levitation, que significa Levitação Magnética.

Diferentemente dos trens convencionais, os trens MAGLEV não possuem motores, sendo assim mais leves, e a principal forma de atrito encontrada durante seu movimento é a resistência do ar, o que lhes permite alcançar velocidades maiores do que 500 km/h .

O princípio de funcionamento é relativamente simples e um dos sistemas em uso, a chamada Suspensão Eletrodinâmica (ou levitação por repulsão), emprega correntes elétricas induzidas em condutores submetidos a fluxos magnéticos variáveis.

A figura abaixo ilustra o processo básico: campos magnéticos intensos, criados por bobinas fixas no trem, induzem

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forças eletromotrizes variáveis nas bobinas em forma de “8”, fixas nos trilhos. As correntes elétricas resultantes nessas

bobinas originam campos magnéticos com polaridades invertidas, conforme mostra a figura a). Assim, as bobinas fixas no trem serão atraídas pelas metades superiores e repelidas pelas metades inferiores das bobinas dos trilhos (figura b), promovendo a levitação.

Com base na descrição acima, podemos afirmar corretamente que o trem MAGLEV é uma aplicação direta do

Eletromagnetismo, em particular da

(A) lei de Coulomb.      (B) lei de Ohm.      (C) lei de Ampere.    (D) lei de Faraday-Lenz.       (E) lei de Biot-Savart.

 

QUESTÃO 41-(UFMG-MG-013)

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O professor Lúcio pretende demonstrar o efeito de indução eletromagnética. Para isso, ele usa um fio condutor retilíneo, encapado com material isolante, no qual estabelece uma corrente elétrica i cujo valor varia com o tempo.Ele coloca um anel metálico próximo ao fio em três situações distintas, descritas a seguir.

1. Na situação 1, o professor sustenta o anel na horizontal e coloca o fio na vertical, passando pelo centro do anel, como

representado na figura.

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ASSINALE com um X a opção correta.

Nessa situação, existe corrente induzida no anel?

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JUSTIFIQUE sua resposta.

 

2. Na situação 2, o professor Lúcio coloca o anel e o fio sobre uma superfície plana, um ao lado do outro, como representado na figura.

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ASSINALE com um X a opção correta.

 Na situação 2, existe corrente induzida no anel?

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JUSTIFIQUE sua resposta.

 

3. Na situação 3, o professor Lúcio coloca o fio sobre o anel, passando pelo seu centro, como representado na figura.

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ASSINALE com um X a opção correta.

Na situação 3, existe corrente induzida no anel?

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JUSTIFIQUE sua resposta.


 

Força eletromotriz induzida
Transformadore
s

 

58-(UNEB-BA-013)

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Com base no processo da produção de energia elétrica nas usinas nucleares, analise as afirmativas e marque com V as

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verdadeiras e com F, as falsas.

( ) A produção de energia elétrica no gerador das usinas nuclear, termoelétrica e hidrelétrica segue o mesmo princípio de funcionamento.

( ) O sentido do campo magnético produzido por corrente induzida é igual ao sentido do campo magnético externo que produz a variação do fluxo magnético em um rotor do gerador.

( ) O princípio de funcionamento de um transformador de tensão é o da indução eletromagnética.

( ) A força eletromotriz induzida independe da resistência elétrica do fio da bobina de um rotor.

A alternativa que indica a sequência correta, de cima para baixo, é a

01) V V F F               02) V F V V                     03) V F F V                      04) F V V F                        05) F F V V

 

QUESTÃO 59-(UFMG-MG-013)

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O professor Lúcio pretende demonstrar o efeito de indução eletromagnética. Para isso, ele usa um fio condutor retilíneo, encapado com material isolante, no qual estabelece uma corrente elétrica i cujo valor varia com o tempo.Ele coloca um anel metálico próximo ao fio em três situações distintas, descritas a seguir.

1. Na situação 1, o professor sustenta o anel na horizontal e coloca o fio na vertical, passando pelo centro do anel, como

representado na figura.

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ASSINALE com um X a opção correta.

Nessa situação, existe corrente induzida no anel?

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JUSTIFIQUE sua resposta.

 

2. Na situação 2, o professor Lúcio coloca o anel e o fio sobre uma superfície plana, um ao lado do outro, como representado na figura.

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ASSINALE com um X a opção correta.

 Na situação 2, existe corrente induzida no anel?

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/UFMG13/image023.jpg

JUSTIFIQUE sua resposta.

 

3. Na situação 3, o professor Lúcio coloca o fio sobre o anel, passando pelo seu centro, como representado na figura.

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/UFMG13/image024.jpg

ASSINALE com um X a opção correta.

Na situação 3, existe corrente induzida no anel?

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/UFMG13/image025.jpg

JUSTIFIQUE sua resposta.

 

  

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