Considere as afirmações sobre o campo magnético no interior de um solenoide.
I. O módulo desse campo é proporcional ao n^circ de espiras por unidade de comprimento do solenoide.
II. A intensidade desse campo diminui quando se introduz uma barra de ferro no seu interior.
III. O módulo desse campo é proporcional à intensidade da corrente eléctrica que percorre o solenoide.
Está correcto somente o que se afirma na alínea:
a. 1
b. II
c. III
d. Ie II
e. Ie III

Passo 1

Beleza, vamos recapitular o que o exercício tá pedindo. A gente tem três afirmações sobre o campo magnético dentro de um solenoide:
I. O módulo do campo é proporcional ao número de espiras por unidade de comprimento (n).
II. Diminui se a gente coloca uma barra de ferro dentro do solenoide.
III. O módulo do campo é proporcional à corrente elétrica (I) que passa pelas espiras.
O conteúdo aqui é eletromagnetismo básico, mais especificamente magnetostática em solenoides. Para resolver, vamos usar a fórmula que dá o campo magnético no interior de um solenoide e entender o efeito de um núcleo de ferro (permeabilidade magnética).

Passo 2

Testando a afirmação I: “B ∝ n”.
Na teoria, para um solenoide longo e uniforme, a gente mostra que
B = mu0 , n , I,
onde
  • é o módulo do campo magnético dentro do solenoide,
  • é a permeabilidade do vácuo (constante),
  • é o número de espiras por unidade de comprimento,
  • é a corrente elétrica.
Repara que cresce na mesma proporção que . Então a afirmação I está certa.

Passo 3

Testando a afirmação II: “B diminui quando se introduz uma barra de ferro”.
Na prática, se a gente coloca um material ferromagnético dentro do solenoide, a permeabilidade efetiva do meio deixa de ser B = mu , n , I = mur mu0 , n , I e passa a ser , com . A fórmula vira
Como é grande, o campo aumenta, e não diminui. Logo, a afirmação II está errada.

Passo 4

Testando a afirmação III: “B ∝ I”.
Na mesma fórmula
B = mu0 , n , I
a gente vê que cresce proporcionalmente à corrente . Então III também está certíssima.

Resposta

As afirmações corretas são I e III, ou seja, alternativa e. I e III.

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