UFPA - ICEN – FACFIS FÍSICA BÁSICA III

PROF. RUBENS SILVA LISTA 13

Assunto: Campo Magnético Parte II

1) A figura abaixo mostra o funcionamento de um galvanômetro, que é um mecanismo básico operando em amperímetros e voltímetros. A bobina constituída por 250 espiras, mede 2 cm de altura por 1 cm de largura, estando colocada no meio de campo magnético radial e uniforme de 2000 Gauss, de modo a poder girar em torno de um eixo perpendicular ao plano da figura. Uma mola Sp proporciona um torque contrário ao produzido pela corrente, de modo a produzir uma deflexão angular estável φ, proporcional ao valor da corrente I. se uma corrente de 0,1 mA produz uma deflexão de 30°, qual será o valor da constante de torção κ , onde o torque τ = κ φ.

2) Uma bobina de 100 espiras tem um raio efetivo a = 5 cm, sendo percorrido por uma corrente i = 0,1 A. Qual será o trabalho realizado para girá-la de 0° até 180°, na presença de um campo magnético B = 1,5 T?

3) Uma tira de 2 cm de largura e 1 mm de espessura é colocado, num campo magnético B = 1,5 T. Qual o valor da ddp do efeito Hall, quando a tira é percorrida por uma corrente elétrica de 200 A?

4) Um campo elétrico de 1,5 kV/m e um campo magnético de 0,4 T atuam sobre um elétron em movimento com aceleração nula. (a) Qual a velocidade escalar mínima do elétron? (b) Faça um esquema desta situação.

5) Um elétron coma energia elétrica de 2,5 KeV se move horizontalmente para dentro de uma região do espaço onde existe um campo elétrico direcionando para baixo, de módulo 10 kV/m. (a) Quais as características do menor vetor campo magnético capaz de fazer com que os elétrons continuem movendo na horizontal? (b) Será possível um próton, atravessar esta combinação de campos sem ser desviado? Se for, em que circunstâncias?

6) Uma fonte de íons está produzindo íons de 6Li , cada um com carga +e. os íons são acelerados por uma ddp de 10 kV e entram numa região onde existe um campo magnético uniforme de 1,2 T. calcule a intensidade do menor campo elétrico, a ser estabelecido na mesma região que permitirá a

estes íons a passagem sem desvio.

7) Mostre que, em termos do campo elétrico Hall E e da densidade de corrente J, o número de portadores de carga por unidade de volume é dado

por n=JBeE

, sendo B o campo

magnético local.8) A figura abaixo mostra uma

bobina formada por 20 espiras retangulares de 10 cm por 5 cm. Ela transporta uma corrente de 0,1 A e pode girar em torno de um de seus lados. Ela está montada com seu plano fazendo 30° com a direção de um campo magnético uniforme de 0,5 T. Calcular o torque que atua sobre a bobina em torno do eixo que passa pelo lado longo.

9) O momento magnético de uma espira, em A.m², é dado pela expressão µ = 0,03i + 0,04j – 0,01k. A espira gira no interior de um campo magnético cujo vetor é B = 0,02i + 0,01j - 0,01k, onde os componentes de B são medidos em T. Calcule o módulo do torque que atua sobre a espira.

10) Uma espira circular de corrente, de raio 8cm, transporta uma corrente de 0,2 A. Um vetor

unitário, paralelo ao momento do dipolo µ da espira é dado por (0,6i – 0,8j). a espira está imersa num campo magnético dado por B = (0,5T)i + (0,3T)j. Determine (a) o torque sobre a espira e (b) a energia potencial magnética da espira.

11) Um fio de comprimento L é percorrido por uma corrente i. Mostre que se o fio é enrolado em forma de uma bobina circular e colocado num campo magnético externo B, o valor

máximo do torque τ=14 πL2 iB.

12) A figura mostra um cilindro de madeira de massa m = 0,25 kg, raio R e comprimento l igual a 0,1 m, ao longo do qual foram dadas 15 voltas com um fio condutor, de modo a fazer uma bobina retangular cujo plano contém o eixo do cilindro. O cilindro é colocado sobre o plano inclinado, de modo que o plano da bobina seja paralelo a este plano. Calcule o menor valor de i capaz de impedir o cilindro de rolar, na presença de um campo magnético vertical igual a 0,8T.