Enunciado

20- Uma barra metálica com 1.50   m de comprimento é puxada para a direita a 5.0   m / s regulares e perpendicularmente a um campo magnético uniforme de 0.750   T . A barra desliza sobre trilhos metálicos paralelos, conectados através de um resistor de 25.0   Ω , como indica a Figura 29.36 , de modo que o aparato faz um círculo completo. A resistência da barra e dos trilhos pode ser desprezada.

( a ) Calcule o módulo da fem induzida no circuito.

( b ) Determine o sentido da corrente induzida no circuito ( i ) usando a força magnética sobre as cargas na barra que se move ( i i ) usando a lei de Faraday; ( i i i ) usando a lei de Lenz.

( c ) Calcule a corrente através do resistor

Passo 1

A fem de indução causada pela barra no circuito é de:

ϵ = v B L = 5 × 0.75 × 1.5 = 5.625   V

E pela regra da mão esquerda (pois corrente elétrica é carga positiva, a velocidade aponta para a direita e o campo magnético aponta para dentro da folha) vemos que a força magnética aponta para cima, portanto a corrente tem sentido sentido anti-horário (aponta para cima sentido de b   p a r a   a ). O que responde a ( i )

Pela lei de Faraday, temos que a área desse retângulo por assim dizer, aumenta enquanto o campo magnético se mantém constante, então o fluxo magnético aumenta, aumentando a fem induzida nesse circuito. Logo pela lei de Faraday:

ϵ = - d ϕ d t

ϵ < 0

Então a corrente é no sentido anti-horário. O que responde a ( i i )

E pela lei de Lenz, temos que pelo mesmo aumento da área que aumenta o fluxo magnético na área toda tende a criar um campo magnético induzido na área toda de modo a sair do plano do papel (para voltar a ter o mesmo campo magnético que tinha antes), e que fará pela regra da mão direita a criar um sentido de corrente no sentido anti-horário.

Passo 2

A corrente no resistor será de:

5.625 = 25 × I

I = 0.225   A

Resposta

a )   f e m = 5.625   V

b ) s e n t i d o   a n t i - h o r á r i o

c )   0.225   A

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