10^{a} ) Como você posicionaria uma espira plana de fio em um campo magnético variável de modo que não houvesse corrente elétrica induzida na espira?

Passo 1

Resumindo o enunciado, temos uma espira plana de área A imersa em um campo magnético \mathbf{B}(t) que varia no tempo. O objetivo é posicionar a espira de modo que não haja corrente elétrica induzida em nenhuma situação, mesmo que \mathbf{B} mude de intensidade.

Passo 2

Para não haver corrente induzida, a fem induzida deve ser nula. Pela Lei de Faraday, a fem induzida é
\mathcal{E} = -\frac{d\Phi}{dt},
onde \Phi é o fluxo magnético através da espira.

Passo 3

O fluxo magnético \Phi é definido por
\Phi = \int \mathbf{B}\cdot d\mathbf{A} = B\,A\,\cos\theta,
sendo \theta o ângulo entre o vetor \mathbf{B} e o vetor normal da espira.

Passo 4

Como \mathbf{B} varia em módulo no tempo, para garantir \mathcal{E}=0 temos duas opções: manter \Phi constante ou fazer \Phi=0 independentemente de B. A forma mais geral é escolher \theta=90^\circ, pois aí
\Phi = B\,A\,\cos 90^\circ = 0
para qualquer valor de B.

Passo 5

\theta=90^\circ significa que o vetor normal da espira é perpendicular a \mathbf{B}. Em outras palavras, o plano da espira deve ficar paralelo às linhas do campo magnético.

Resposta

Posicionaria a espira com seu plano paralelo às linhas do campo magnético, de forma que o fluxo magnético seja sempre zero e não haja corrente induzida.

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