Lei de Ampère  - Exercícios - Física, Notas de estudo de Física. Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
Botafogo
Botafogo8 de Março de 2013

Lei de Ampère - Exercícios - Física, Notas de estudo de Física. Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)

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Apostilas e exercicios de Física da Universidade Técnologica Federal do Paraná sobre o estudo da Lei de Ampère.
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1

Instituto de Física da Universidade Federal da Bahia

Departamento de Física do Estado Sólido

Física Geral e Experimental III – Fis123

8a Lista de Exercícios Lei de Ampère

1. Dois fios infinitamente compridos transportam correntes iguais. Cada um segue um arco de uma mesma

circunferência de raio R, como mostra a figura 1. Mostre que B 

no centro do círculo é o mesmo que o

campo à uma distância R abaixo de um fio reto infinito que transporta a mesma corrente para a esquerda.

2. Use a lei de Biot Savart para calcular o campo magnético B 

no ponto C, da figura 2.

3. Um pedaço longo de um fio é dobrado na forma indicada na figura 3. Se o fio transportar uma corrente de

10 A, (a) quais serão a direção, módulo e o sentido do campo B 

no ponto a ? E no ponto b ? Considere R =

5 mm. Resp: a) 1,03 mT b) 0,8 mT

4. Uma espira quadrada de lado a transporta uma corrente I. Mostre que B 

para um ponto no eixo da

espira e à distância x de seu centro é dado por ( ) 2/12222 2

24)4(

4 )(

axax

aI xB o

++ =

π

µ

5. Um fio transportando uma corrente I é dobrado como mostra a figura 4, onde os trechos retilíneos são

tangentes ao círculo. Qual deve ser o valor do angulo θ a fim de que B 

seja nulo no centro do círculo?

Resp: 2 rad

6. Quatro fios compridos são paralelos entre si e estão localizados nos vértices de um quadrado de lado a.

Em cada fio existe uma corrente de I cujo sentido é mostrado na figura 5. Determine: (a) o campo

magnético no centro do quadrado (b) a força por unidade de comprimento sobre cada fio, sabendo-se que

todas as correntes têm o mesmo sentido.

R

I

I R2

R1

C

a b R

I

Figura 1 Figura 2 Figura 3

x

x a

a

Figura 5

G I

I

L

wv

Figura 6

R θ I

Figura 4

P

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2

7. A figura 6 mostra um esquema idealizado para um “canhão eletromagnético com trilho” projetado para

disparar projéteis com velocidade de até 10 km/s. O projétil P é condutor e está em contato com dois trilhos

cilíndricos (de raio R) paralelos, ao longo dos quais pode deslizar. Um gerador G provê a corrente que

percorre os trilhos e o projétil. (a) Mostre que a força no projétil é para a direita e dada por

 

  

 += R

RwI F o ln

2

2

π µ

(b) Se o projétil partir do repouso da extremidade esquerda do trilho, encontre sua

velocidade ao deixar os trilhos. Considere I = 450 kA, w = 12 mm, R = 6,7 cm e L= 4 m e a massa do projétil

seja m = 10 g. Resp: 2310 m/s

8. Um cabo coaxial é constituído por um longo fio condutor cilíndrico de raio c envolvido, por uma casca

cilíndrica condutora concêntrica de raio interno b e raio externo a. Correntes iguais, mas opostas, existem

nos dois condutores. Encontre o campo magnético B 

para uma distância r do eixo do cabo. Esboce

também um gráfico de B(r) em função de r.

9. A figura ao lado mostra um arranjo conhecido como bobina de Helmholtz.

Ela consiste em duas bobinas circulares co-axiais cada uma com N voltas e

raio R, separadas por uma distância R. Elas transportam correntes iguais, na

mesma direção. Ache o campo magnético em todos os pontos do eixo e em

particular em P, situado à meia distância entre as bobinas.

P

R

R

I I

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