1.

Uma partícula com velocidade inicial  v → 0 = ( 5,85   ×   10 3   m / s ) j ^ entra em uma região com campos elétrico e magnético uniformes e perpendiculares entre si. O campo magnético na região é   B → = - 1,35   T k ^ . Calcule o módulo, a direção e o sentido do campo elétrico na região, considerando que não haja desvio, para uma partícula de carga

  1. + 0,640   n C ;
  2. - 0,320   n C   .

Despreze o peso da partícula.

Resolução
2.

Uma fita metálica com 6,50   c m de comprimento, 0,85   c m de largura e 0,76   m m de espessura está se movendo com velocidade constante v → em uma região onde existe um campo magnético uniforme B = 1,20   m T perpendicular à fita, como na figura abaixo:

A diferença de potencial entre os pontos x e y na fita é 3,90   μ V . Determine a velocidade escalar v .

Resolução
3.

A Figura abaixo indica uma placa de prata com dimensões y 1 = 0,23   m m e z 1 = 11,8   m m e que produz uma corrente igual a 120   A no sentido + x . A placa está em repouso em um campo magnético uniforme na direção y , cujo módulo é igual a B = 0,95   T . Sabendo que existem n = 5,85   ×   10 28 elétrons livres por metro cúbico, determine:

  1. o módulo da velocidade de arraste dos elétrons na direção do eixo O x ;
  2. o módulo, a direção e o sentido do campo elétrico no eixo O z produzido pelo efeito Hall ;
  3. a fem Hall.

Resolução
4.

Uma região possui campo elétrico e magnético uniformes.

O campo elétrico aponta na direção e sentido de x ^ e o campo magnético aponta na direção e sentido de y ^ . Uma partícula de carga positiva atravessa a região em movimento retilíneo e uniforme. Em qual direção e sentido aponta a velocidade da partícula?

a z ^

b - z ^

c x ^

d y ^

e - y ^

Resolução
5.

Na figura abaixo, um elétron acelerado a partir do repouso por uma diferença de potencial V 1 = 1,0   k V entra no espaço entre duas placas paralelas, separadas por uma distância d = 20,0   m m , entre as quais existe uma diferença de potencial V 2 = 100   V .

A placa inferior está a um potencial menor. Despreza o efeito de borda e suponha que o vetor velocidade do elétron é perpendicular ao vetor campo elétrico na região entre as placas.

Em termos dos vetores unitários, qual é o campo magnético uniforme para o qual a trajetória do elétron na região entre as placas é retilínea?

Resolução
6.

Uma fita de cobre com 150   μ m de espessura e 4,5   m m de largura é submetida a um campo magnético uniforme B → de módulo 0,65   T , com B → perpendicular à fita.

Quando uma corrente i = 23   A atravessa a fita, uma diferença de potencial V aparece entre suas bordas. Calcule V . (A concentração de portadores de carga no cobre é 8,47 × 10 28   e l é t r o n s / m 3 .)

Resolução
7.

Todas as partículas carregadas que passam através de uma região em que existem campos elétrico e magnético constantes, ortogonais, sem serem defletidas, têm em comum:

  1. A massa;
  2. O momento linear;
  3. A velocidade;
  4. A energia;
  5. A razão entre a carga e a massa;
Resolução
8.

Todas as partículas carregadas que passam através de uma região em que existem campos elétrico e magnético constantes, ortogonais, sem serem defletidas tem em comum

  1. A massa;
  2. O momento linear;
  3. A velocidade;
  4. A energia;
  5. A razão entre a carga e a massa;
Resolução
9.

Uma barra de comprimento a ocupa uma região onde há um campo magnético constante (estacionário e uniforme) B → . A barra gira com velocidade angular ω → , em torno de um ponto fixo em uma de suas extremidades, em um plano perpendicular ao campo. Qual é o módulo da tensão ou da diferença de potencial que acaba se estabelecendo entre as extremidades da barra?

  1. ω a 2 B / 4
  2. 2 ω a 2 B
  3. ω a 2 B
  4. ω a 2 B / 2
  5. 2 π ω a 2 B
  6. π ω a 2 B
  7. 0
Resolução
10.

Uma região possui campo elétrico e magnético uniformes.

O campo elétrico aponta na direção e sentido de x ^ e o campo magnético aponta na direção e sentido de y ^ . Uma partícula de carga positiva atravessa a região em movimento retilíneo e uniforme. Em qual direção e sentido aponta a velocidade da partícula?

a z ^

b - z ^

c x ^

d y ^

e - y ^

Resolução
11.

Um elétron se movimenta em uma trajetória retilínea com velocidade v = v z   k na presença de um campo elétrico E = E x   i e de um campo magnético B = B y   j constantes. A componente z da velocidade do elétron é:

A )   v z = E x / B y

B )   v z = B y / E x

C )   v z = - E x / B y

D )   v z = - B y / E x

E )   v z = 0

Resolução
12.

Uma diferença de potencial de 0,050   V é estabelecida através de barra de comprimento 10   c m quando ela se move a 5,0   m / s na presença de um campo magnético constante perpendicular à figura.

A intensidade e o sentido do campo magnético são:

a 25 m T , para dentro da página.

b 25 m T , para fora da página.

c 1,0 m T , para dentro da página.

d 1,0 m T , para fora da página.

e 0,10 T , para dentro da página.

f 0,10 T , para fora da página.

Resolução
13.

Qual das seguintes afirmações a respeito de imãs permanentes é falsa?

a o polo norte de um imã é atraído pelo polo sul de outro imã;

b todos os imãs permanentes são circundados por um campo magnético;

c a direção de um campo magnético é indicada pelo polo norte de uma bússola;

d quando um imã permanente é dividido ao meio, um pedaço será o polo norte e o outro será o polo sul;

e campo magnético no entorno de um imã permanente saem do polo norte e entram no polo sul;

Resolução
14.

Considere as duas áreas retangulares mostradas na figura, com um ponto P situado a meio caminho entre as duas áreas. A área retangular da esquerda contém um ímã em forma de barra com polo sul mais próximo do ponto P que o polo norte; a área retangular da direita está vazia. Quando um segundo ímã em forma de barra e idêntico ao primeiro, é colocado na área retangular da direita com o polo sul mais próximo do ponto P que o polo norte:

a) o sentido do campo magnético no ponto P permanece o mesmo, mas o módulo diminui.

b) o sentido do campo magnético no ponto P permanece o mesmo, mas o módulo aumenta.

c) o campo magnético no ponto P troca de sentido e o módulo aumenta.

d) o campo magnético no ponto P troca de sentido e o módulo diminui.

e) o campo magnético no ponto P se anula.

Resolução
15.

Q 1 - A figura ao lado mostra um modelo do chamado filtro de velocidades. Nele, uma fonte de

partículas de massa m e carga elétrica q gera um feixe que é colimado por uma abertura. Esse feixe atravessa uma região do espaço que contém campos elétrico, E , e magnético, B , constantes e uniformes, de tal modo que apenas as cargas com determinado valor de velocidade v 0 , conseguem atravessar o filtro em trajetória retilínea e uniforme. A ideia do filtro de velocidades é que as cargas que tenham velocidades maiores ou menores que v 0

irão se defletir por causa da ação dos campos elétrico e magnético e vão se chocar com as placas positiva ou negativa do sistema. Mas como a figura mostra (através de linhas curvas grossas), algumas cargas com velocidade v ≠ v 0 , embora se defletam, não colidem com as placas e conseguem sair do filtro de velocidades. Se um anteparo for colocado próximo à saída do filtro de velocidades, ele mostrará uma mancha cuja largura vai corresponder a uma incerteza ou imprecisão, ∆ v = v - v 0 , da medida do filtro de velocidades. (Para facilitar os cálculos, considere que para as cargas que tenham v ≠ v 0 e conseguem sair do filtro de velocidades, a força resultante sobre elas é apenas ao longo da direção y e que ∆ v é pequeno o suficiente de modo que a componente da velocidade na direção x é v x ≈ v 0 , para obter um resultado aproximado).

a ) Obtenha uma expressão para ∆ v em função apenas das propriedades da partícula carregada, m e q , dos campos elétrico e/ou magnético, da velocidade v 0 e dos parâmetros geométricos do filtro de velocidades (ver na figura).

b ) Supondo que você possa mudar os valores da intensidade dos campos elétrico e magnético, qual dos dois campos (ou os dois) você mudaria, e de quanto você os mudaria, para que ∆ v diminua de 20% e a velocidade v 0 se mantenha a mesma? Explique.

Resolução
16.

Na figura é mostrada a trajetória de um elétron em uma região na qual existe um campo magnético uniforme.

A trajetória é constituída por dois trechos retilíneos entre as duas placas uniformemente carregadas, e duas semicircunferências.

Dado o movimento entre do elétron segundo essa trajetória pode-se concluir que:

a o campo magnético está dirigido para dentro da página e o potencial elétrico é maior na placa superior do conjunto das placas de cima;

b o campo magnético está dirigido para fora da página e o potencial elétrico é maior na placa superior do conjunto das placas de cima;

c os potenciais elétrico são maiores nas placas superiores dos dois conjuntos de placas carregadas;

d o potencial elétrico é menor na placa superior do conjunto de placas superior e maior na placa superior do conjunto de placas inferior;

e o campo magnético está dirigido para dentro da página e o potencial elétrico é menor na placa superior do conjunto das placas de cima.

Resolução
17.

Um elétron é abandonado do repouso em uma região do espaço onde há um campo elétrico uniforme  E → no plano da página, apontando para o topo da mesma, e um campo magnético uniforme  B → apontando para fora do plano da página. Nessa situação, qual caminho na figura abaixo melhor descreve a trajetória inicial do elétron nessa região?

  1. 5
  2. 1
  3. 2
  4. 3
  5. 4
  6. 6
  7. 7
Resolução
18.

Os antigos navegantes usavam a bussola para orientação em alto mar, devido a sua propriedade de se alinhar de acordo com as linhas do campo geomagnético. Analisando a figura onde estão representadas estas linhas, podemos afirmar que:

  1. O polo norte do ponteiro da bussola aponta para o polo norte geográfico, porque o norte geográfico corresponde ao sul magnético.
  2. O polo sul do ponteiro da bussola aponta para o norte geográfico, porque o norte geográfico corresponde ao sul magnético
  3. O polo norte do ponteiro da bussola aponta para o polo norte geográfico, porque as linhas do campo geomagnético não são fechadas
  4. O polo sul do ponteiro da bussola aponta para o polo sul geográfico, porque o sul geográfico corresponde ao sul magnético
  5. O polo norte do ponteiro da bussola aponta para o sul geográfico, porque o norte geográfico corresponde ao norte magnético.
Resolução
19.

A figura abaixo mostra a trajetória de uma partícula de massa m e carga q que passa por uma região de campo magnético uniforme (acinzentada), onde ela descreve uma semicircunferência de raio r .

Depois de sair da região a partícula passa por entre duas placas paralelas eletricamente carregadas e é desviada no sentido da placa de maior potencial.

a Qual é o sinal de q ? Justifique.

b Sabendo que a partícula entra na região de campo magnético uniforme com uma velocidade v , qual é o vetor campo magnético na região acinzentada?

c Calcule o vetor força magnética exercida sobre a partícula nos pontos P e Q ;

d Se a intensidade do campo elétrico na região entre as placas paralelas é E , qual deveria ser o vetor campo magnético nessa região, para que a partícula não fosse desviada?

Resolução

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