P2 V2 - Fundamentos de Eletromagnetismo 2022-1

UFMG Universidade Federal de Minas Gerais Departamento de Física 2ª Prova de Fundamentos de Eletromagnetismo Turma TOL - 25/06/2022 Instruções: • Justifique suas respostas em todas as questões, exceto na questão de verdadeiro ou falso. • Coloque a resposta final em destaque. • Não substitua os valores numéricos de ε0 e π. Nome: _______________________________________ Q1: (7 pontos) Considere o campo magnético gerado por um cabo coaxial percorrido por correntes de mesma intensidade mas de sentidos opostos em cada face. O fio cilíndrico interno possui raio a e a corrente está distribuída uniformemente nesse fio. Considere o fio externo como uma casca cilíndrica de espessura desprezível. Use a Lei de Ampere para calcular o campo nas regiões a < r < b e r > b. Q2: (3 pontos) A figura mostra dois arranjos de três fios retilíneos longos de comprimento L conduzindo correntes iguais para dentro e para fora do papel. Seja I o valor das correntes. (a) Calcule o módulo da força magnética a que está submetido o fio A no arranjo 1 e indique o sentido da força na figura. (b) Calcule o módulo da força magnética a que está submetido o fio A no arranjo 2 e indique o sentido da força na figura. : (2,5 pontos) A figura mostra quatro arranjos nos quais fios paralelos longos conduzem correntes iguais para dentro ou para fora do papel nos vértices de quadrados iguais. Em termos da ordem do módulo do campo magnético no centro do quadrado, é correto afirmar que: (A) c = d > a = b (B) d > c > a = b (C) c > d > a = b (D) a > b = c = d Q4: (2,5 pontos) A figura mostra quatro amperianas circulares (a,b,c,d) concêntricas com um fio cuja corrente é dirigida para fora do papel. A corrente é uniforme ao longo da seção reta do fio (região sombreada). Em termos da ordem do valor absoluto de ∮ B ⋅ dl ao longo da curva, é correto afirmar que: (A) d > c > b > a (B) d > c > b = a (C) d = c > b > a (D) d = c > b = a 4 Q5: (5 pontos) Marque verdadeiro (V) ou falso (F). Você NÃO precisa justificar as alternativas falsas. 1 - ( V ) Considere um fio com seção transversal circular. Se a corrente for estacionária, então o campo eletrico no fio será menos intenso na regiões mais grossas do fio (regiões em que o raio da seção transversal circular é maior). 2 - ( F ) A resistência de um fio não depende do tamanho do fio. 3 - ( F ) Considere um circuito com uma bateria ligada a um lâmpada através de um fio de cobre. Pela conservação da energia, a potência entregue pela bateria é exatamente igual à potencial dissipada pela lâmpada. 4 - ( F ) Quando cargas elétricas em movimento estão imersas em um campo magnético, a forcá sentida pelas cargas é sempre diferente de zero. 5 - ( V ) Dois fios paralelos conduzindo correntes no mesmo sentido são atraídos um em direção ao outro. 6 - ( V ) Um fio reto com corrente elétrica estacionária não sofre forca quando imerso em um campo magnético uniforme paralelo ao fio. 7 - ( V ) O período de rotação de uma partícula carregada com velocidade inicial ortogonal ao campo campo magnético não depende do módulo da velocidade da partícula. 8 - ( F ) O módulo da velocidade de uma partícula carregada imersa em um campo magnético não- uniforme pode variar no tempo. 9 - ( F ) O campo magnético presente na lei de Ampere é o campo magnético gerado somente pelas correntes envolvidas pelo caminho C onde a integral de linha é definida. 10 - ( V ) Quando um condutor conduzindo uma corrente elétrica é colocado em um campo magnético, há uma voltagem gerada na direção perpendicular à corrente e ao campo magnético. Tabela 1. Fórmulas | dB = \frac{μ_0 id\overset{→}{l}×\overset{→}{r}}{4πr^3} | ÖC B⋅d\overset{→}{l} = μ_0I | \overset{→}{F}_B = q\overset{→}{v}×\overset{→}{B} | | \overset{→}{F} = i \overset{→}{l} × \overset{→}{B} | i = \int_s \overset{→}{J}⋅d\overset{→}{A} | J = σE | | R = ρ \frac{L}{A} | V = RI | P = VI | | F_c = \frac{mv^2}{r} | r = \frac{mv}{|q|B} | s = θr | | V_f − V_i = −∫^f_i \overset{ →}{E}⋅d\overset{→}{i} |