Indução Eletromagnética
Lista de 10 exercícios de Física com gabarito sobre o tema Indução Eletromagnética com questões de Vestibulares.
Você pode conferir as videoaulas, conteúdo de teoria, e mais questões sobre o tema aqui.
01. (UFPR) A respeito de campos magnéticos, considere as seguintes afirmativas:
1. A Terra tem um campo magnético.
2. Correntes elétricas produzem campos magnéticos.
3. Quando polos de mesmo nome pertencentes a dois ímãs diferentes são aproximados, eles se repelem.
4. Uma carga elétrica com velocidade nula sob a ação de um campo magnético não sente a ação de nenhuma força magnética.
Assinale a alternativa correta.
- As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.
- Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras.
- Somente as afirmativas 1, 3 e 4 são verdadeiras.
- Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
- Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
Resposta: A
Resolução:
02. (CN) Em 1820, o físico dinamarquês Oersted montou um experimento que consistia em um circuito elétrico simples constituído por uma bateria, fios de cobre e uma chave que permitia a ele abrir ou fechar o circuito.
Tendo colocado próximo a um trecho retilineo do circuito algumas bússolas, notou que, ao fechar o circuito, as bússolas ali colocadas sofreram uma deflexão, o que permitiu a ele concluir que:
- ao quebrar um imã em pedacinhos, cada pedacinho será um novo ímã com polos norte e sul magnéticos.
- o elétron apresenta carga elétrica negativa e o próton positiva.
- a Terra apresenta polos magnéticos norte e sul.
- corrente elétrica gera campo magnético.
- corrente elétrica gera campo elétrico.
Resposta: D
Resolução:
03. (UFMG) Uma bobina condutora, ligada a um amperímetro, é colocada em uma região onde há um campo magnético , uniforme, vertical, paralelo ao eixo da bobina, como representado nesta figura:
Essa bobina pode ser deslocada horizontal ou verticalmente ou, ainda, ser girada em torno do eixo PQ da bobina ou da direção RS, perpendicular a esse eixo, permanecendo, sempre, na região do campo.
Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que o amperímetro indica uma corrente elétrica quando a bobina é
- deslocada horizontalmente, mantendo-se seu eixo paralelo ao campo magnético.
- deslocada verticalmente, mantendo-se seu eixo paralelo ao campo magnético.
- girada em torno do eixo PQ.
- girada em torno da direção RS
Resposta: D
Resolução:
04. (UFMG) A corrente elétrica induzida em uma espira circular será:
- nula, quando o fluxo magnético que atravessa a espira for constante
- inversamente proporcional à variação do fluxo magnético com o tempo
- no mesmo sentido da variação do fluxo magnético
- tanto maior quanto maior for a resistência da espira
- sempre a mesma, qualquer que seja a resistência da espira.
Resposta: A
Resolução:
A resposta correta é a (A), nula, quando o fluxo magnético que atravessa a espira for constante.
De acordo com a lei de Faraday-Lenz, a corrente elétrica induzida em uma espira circular é diretamente proporcional à variação do fluxo magnético que atravessa a espira com o tempo. Portanto, quando o fluxo magnético é constante, não há corrente elétrica induzida.
As alternativas (B), (C), (D) e (E) estão erradas porque:
(B) A corrente elétrica induzida é diretamente proporcional à variação do fluxo magnético com o tempo, não inversamente proporcional.
(C) A corrente elétrica induzida tem sentido oposto à variação do fluxo magnético, não no mesmo sentido.
(D) A corrente elétrica induzida não depende da resistência da espira.
(E) A corrente elétrica induzida não é sempre a mesma, varia de acordo com a variação do fluxo magnético.
05. (FAAP) Num condutor fechado, colocado num campo magnético, a superfície determinada pelo condutor é atravessada por um fluxo magnético. Se por um motivo qualquer o fluxo variar, ocorrerá:
- curto circuito
- interrupção da corrente
- o surgimento de corrente elétrica no condutor
- a magnetização permanente do condutor
- extinção do campo magnético
Resposta: C
Resolução:
De acordo com a lei de Faraday-Lenz, uma corrente elétrica induzida é gerada em um circuito fechado quando o fluxo magnético através desse circuito varia no tempo. O sentido da corrente induzida é tal que o campo magnético criado por ela se opõe à variação do campo magnético original.
Portanto, quando o fluxo magnético através de um condutor fechado varia, uma corrente elétrica induzida é gerada no condutor.
As alternativas (A), (B), (D) e (E) estão erradas porque:
(A) Um curto circuito é um fenômeno que ocorre quando dois ou mais condutores são conectados diretamente, sem resistência. Não está relacionado à indução eletromagnética.
(B) A interrupção da corrente é o oposto da indução eletromagnética. Não ocorre quando o fluxo magnético através de um condutor fechado varia.
(D) A magnetização permanente do condutor ocorre quando o condutor é submetido a um campo magnético externo constante. Não está relacionado à indução eletromagnética.
(E) A extinção do campo magnético ocorre quando o campo magnético é reduzido a zero. Não está relacionado à indução eletromagnética.
06. (Acafe-SC) A principal aplicação da Indução Magnética, ou Eletromagnética, é a sua utilização na obtenção de energia. Podem-se produzir pequenas f.e.m. com um experimento bem simples. Considere uma espira quadrada com 0,4 m de lado que está totalmente imersa num campo magnético uniforme (intensidade B = 5,0 Wb/m2) e perpendicular às linhas de indução. Gira-se essa espira até que ela fique paralela às linhas de campo.
Sabendo-se que a espira acima levou 0,2 segundos para ir da posição inicial para a final, a alternativa correta que apresenta o valor em módulo da f.e.m. induzida na espira, em volts, é:
- 1,6
- 8
- 4
- 0,16
Resposta: C
Resolução:
A resposta correta é a (C), 4.
De acordo com a lei de Faraday-Lenz, a f.e.m. induzida em uma espira é dada por:
ε = -NΔΦ/Δt
Onde:
ε é a f.e.m. induzida, em volts
N é o número de espiras da espira
ΔΦ é a variação do fluxo magnético através da espira, em webers
Δt é o tempo de variação do fluxo magnético, em segundos
No caso da questão, a espira tem 0,4 m de lado, o que significa que sua área é de 0,16 m². Portanto, o fluxo magnético inicial através da espira é dado por:
Φi = B * Ai = 5,0 Wb/m² * 0,16 m² = 0,8 Wb
O fluxo magnético final através da espira é zero, pois a espira está paralela às linhas de campo. Portanto, a variação do fluxo magnético é dada por:
ΔΦ = Φf - Φi = 0 - 0,8 Wb = -0,8 Wb
O tempo de variação do fluxo magnético é dado por 0,2 segundos.
Substituindo os valores encontrados nas equações, obtemos:
ε = -NΔΦ/Δt = -4 * -0,8 Wb / 0,2 s = 4 V
Portanto, a f.e.m. induzida na espira é de 4 volts.
Aqui está uma explicação detalhada dos passos para resolver a questão:
1. Determine o fluxo magnético inicial através da espira.
Φi = B * Ai
Φi = 5,0 Wb/m² * 0,16 m²
Φi = 0,8 Wb
2. Determine o fluxo magnético final através da espira.
Φf = 0
3. Determine a variação do fluxo magnético.
ΔΦ = Φf - Φi
ΔΦ = 0 - 0,8 Wb
ΔΦ = -0,8 Wb
4. Determine o tempo de variação do fluxo magnético.
Δt = 0,2 s
5. Substitua os valores encontrados nas equações da lei de Faraday-Lenz.
ε = -NΔΦ/Δt
ε = -4 * -0,8 Wb / 0,2 s
ε = 4 V
Conclua que a f.e.m. induzida na espira é de 4 volts.
07. (UEMT) A respeito do fluxo de indução, concatenado com um condutor elétrico, podemos afirmar que a força eletromotriz induzida:
- será nula quando o fluxo for constante;
- será nula quando a variação do fluxo em função de tempo for linear;
- produz uma corrente que reforça a variação do fluxo;
- produz uma corrente permanente que se opõe à variação do fluxo, mesmo quando o circuito estiver aberto;
- produzirá corrente elétrica somente quando o circuito estiver em movimento.
Resposta: A
Resolução: A resposta correta é a (A), será nula quando o fluxo for constante.
De acordo com a lei de Faraday-Lenz, a força eletromotriz induzida é diretamente proporcional à variação do fluxo magnético com o tempo. Portanto, quando o fluxo é constante, não há força eletromotriz induzida.
As alternativas (B), (C), (D) e (E) estão erradas porque:
(B) A força eletromotriz induzida é diretamente proporcional à variação do fluxo magnético com o tempo, não à variação linear do fluxo.
(C) A força eletromotriz induzida produz uma corrente que se opõe à variação do fluxo, não reforça a variação do fluxo.
(D) A força eletromotriz induzida é produzida mesmo quando o circuito estiver aberto.
(E) A força eletromotriz induzida pode produzir corrente elétrica mesmo quando o circuito estiver parado.
Portanto, a resposta correta é a (A).
Aqui está uma explicação detalhada da resposta:
A força eletromotriz induzida é dada por:
ε = -NΔΦ/Δt
Onde:
ε é a força eletromotriz induzida, em volts
N é o número de espiras da espira
ΔΦ é a variação do fluxo magnético através da espira, em webers
Δt é o tempo de variação do fluxo magnético, em segundos
Quando o fluxo é constante, ΔΦ = 0. Portanto, ε = 0.
Portanto, a força eletromotriz induzida é nula quando o fluxo é constante.
8. (F.M Santa Casa-SP) Para que ocorra o fenômeno dá indução eletromagnética, é suficiente que
- ocorra um campo magnético em regiões próximas do observador.
- uma corrente elétrica contínua produzindo um campo magnético.
- ocorra a variação de um fluxo magnético através de uma bobina.
- cargas elétricas, em número constantes por segundo, atravessam o circuito.
- cargas elétricas interajam com campos elétricos.
Resposta: C
Resolução: A resposta correta é a (C), ocorra a variação de um fluxo magnético através de uma bobina.
A indução eletromagnética é o fenômeno de geração de uma corrente elétrica em um circuito fechado, devido à variação do fluxo magnético através do circuito.
Portanto, para que ocorra a indução eletromagnética, é necessário que o fluxo magnético através do circuito varie. Isso pode ser feito de várias maneiras, como:
Variando o campo magnético externo que atravessa o circuito;
Variando a área do circuito que é atravessada pelo campo magnético;
Variando o ângulo entre o campo magnético e o plano do circuito.
As alternativas (A), (B), (D) e (E) estão erradas porque:
(A) Um campo magnético constante não gera indução eletromagnética.
(B) Uma corrente elétrica contínua não gera indução eletromagnética.
(D) Cargas elétricas, em número constantes por segundo, não geram indução eletromagnética.
(E) Cargas elétricas interajam com campos elétricos não geram indução eletromagnética.
Portanto, a resposta correta é a (C).
Aqui está uma explicação detalhada da resposta:
A lei de Faraday-Lenz estabelece que a f.e.m. induzida em um circuito fechado é diretamente proporcional à variação do fluxo magnético através do circuito, com o sinal contrário à variação do fluxo.
ε = -NΔΦ/Δt
Onde:
ε é a f.e.m. induzida, em volts
N é o número de espiras da bobina
ΔΦ é a variação do fluxo magnético através da bobina, em webers
Δt é o tempo de variação do fluxo magnético, em segundos
Portanto, para que ocorra a indução eletromagnética, é necessário que ΔΦ ≠ 0.
9. (Cescem-SP) Em uma região do espaço, existem campos elétricos e magnéticos variando com o tempo. Nessas condições, pode-se dizer que, nessa região
- existem necessariamente cargas elétricas
- quando o campo elétrico varia, cargas induzidas de mesmo valor absoluto, mas de sinais contrários, são criadas.
- à variação do campo elétrico corresponde o aparecimento de uma campo magnético
- a variação do campo magnético só pode possível pela presença de ímãs móveis
- o campo magnético variável pode atuar sobre uma carga de repouso, de modo a movimentá-la, independentemente da ação do campo elétrico
Resposta: C
Resolução: Nas condições descritas, com campos elétricos e magnéticos variando no tempo, podemos fazer as seguintes observações:
C. À variação do campo elétrico corresponde o aparecimento de um campo magnético.
Isso está de acordo com as equações de Maxwell, que descrevem a relação entre campos elétricos e magnéticos. Uma variação no campo elétrico gera um campo magnético variável e vice-versa. Essas equações são parte fundamental da eletrodinâmica e descrevem a propagação das ondas eletromagnéticas.
10. (Cescem-SP) As radiações eletromagnéticas, tais como ondas de rádio X, raios γ, etc, têm, em comum, no vácuo
- a amplitude
- a velocidade
- a frequência
- o comprimento de onda
- o período
Resposta: B
Resolução: No vácuo, todas as radiações eletromagnéticas viajam à mesma velocidade, que é a velocidade da luz no vácuo, representada pela letra "c" e com um valor aproximado de 299.792.458 metros por segundo (m/s). A amplitude, frequência, comprimento de onda e período podem variar entre diferentes tipos de radiações eletromagnéticas.