O Campo Magnético  - Exercícios - Física, Notas de estudo de Física. Universidade Federal da Bahia (UFBA)
A_Santos
A_Santos8 de Março de 2013

O Campo Magnético - Exercícios - Física, Notas de estudo de Física. Universidade Federal da Bahia (UFBA)

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Apostilas e exercicios de Física do Instituto de Física da UFBA sobre o estudo do Campo Magnético.
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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

7a Lista de Exercícios

O Campo Magnético

1. Dos três vetores da equação BqF 

 

×= v , que pares são sempre perpendiculares? Que pares podem

formar qualquer ângulo?

2. Uma carga elétrica em movimento pode sofrer a ação de forças elétricas e magnéticas. Como você

procederia para verificar se uma força que provoca o desvio da carga, de uma trajetória retilínea, é uma

força elétrica ou magnética?

3. Os elétrons no feixe de um tubo de televisão têm uma energia de 12 keV. O tubo é orientado de modo

que os elétrons se movam horizontalmente do sul magnético para o norte magnético. O componente vertical

do campo magnético da Terra aponta para baixo e tem um módulo de 55 µT. (a) Em que direção o feixe

será desviado? (b) Calcule a aceleração de um elétron dado devido ao campo magnético, (c) A que

distância o feixe será desviado quando se movimento 20 cm através do tubo de televisão? Resp: a) para

leste; b) 6,28 x 1014 m/s2 ; c) 2,98 mm

4. Um elétron possui uma velocidade igual a kj zy 



vvv += e uma aceleração constante iaa o 

 = , numa

região na qual estão presentes um campo elétrico e um campo magnético uniformes. Sabendo-se que

iBB o 

= , determine E 

. Dados: skm12y /=v , skm15z /=v , 212

o sm1002a /, ×= e T400Bo µ= .

Resp: CNk84j6i411E /,, 

+−−=

5. As placas defletoras de um aparelho de Thomson têm 6,0 cm de comprimento e estão separadas por 1,2

cm. A distância entre a borda frontal da placa e o tubo é 30,0 cm. A energia atribuída aos elétrons do feixe

é de 2,8 keV.(a) Se o potencial de 25 V for aplicado às placas defletoras, qual será o desvio do feixe na

tela? (b) Achar o módulo do campo magnético cruzado que permitiria a passagem do feixe pelas placas,

sem sofrer qualquer desvio. Resp: a) 7,36 mm b) 6,64 x 10-5 T

6. Uma fita metálica, de 2,0 cm de largura e 0,1 cm de espessura, conduz uma corrente de 20 A num campo

magnético de 2,0 T, perpendicular à superfície larga da fita. A tensão Hall que se mede é 4,27 µV.(a)

Calcular a velocidade de migração dos elétrons na fita (b) Achar a densidade dos portadores de carga na

fita. Resp: a)1,07 x 10-4 m/s b) 5,85 x 1028 /m3

7. O sangue humano contém íons carregados de modo que, o sangue em movimento provoca uma

voltagem Hall, transversalmente a uma artéria. Uma grande artéria tem um diâmetro de 0,85 cm e a

velocidade do sangue é 0,6 m/s. Se um segmento desta artéria estiver num campo magnético de 0,2 T, qual

a diferença de potencial entre as extremidades de um diâmetro da artéria? Resp: 1,02 mV

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8. A figura ao lado mostra um esquema de um espectrômetro de massa. Um

íon de massa m e carga + q é produzido, praticamente em repouso, na câmara

S. Ele é então acelerado por uma ddp V, penetrando em seguida numa região

onde há um campo magnético uniforme B 

. No interior do campo, o íon

descreve uma órbita semicircular, terminando por atingir uma placa fotográfica

onde deixa uma imagem situada a uma distância x do ponto de entrada.

Mostre que a massa m do íon é dada por 2 2

x V8

qB m = .

9. Um fio de 62,0 cm e 13,0 g de massa está suspenso por um par de

condutores flexíveis num campo de 0,440 T, conforme a figura. Qual é a

magnitude e o sentido da corrente necessária para anular a tensão nos fios de

suporte? Resp: 0,476 A, sentido anti-horário.

10. Um elétron de 1,2 keV está circulando num plano perpendicular a um campo magnético uniforme. O raio

da órbita é igual a 25 cm. Calcule. (a) a velocidade do elétron; (b) o campo magnético; (c) a freqüência de

rotação e (d) o período do movimento. Resp: a) 2,05 x 107 m/s; b) 4,67 x 10-4 T; c) 8,2 x 107 rad/s; d)

7,65 x 10-8 s

11. Um fio condutor, com forma arbitrária, conduz uma corrente I, num campo magnético uniforme B 

.

Mostrar que a força resultante sobre o fio, de um ponto a até um outro ponto b é BlIF 

×= ,onde l 

é o

vetor de a para b.

12.Um condutor é constituído de dois trechos retilíneos de comprimento a

cada e de um trecho em forma de semicircunferência de raio R. Ele é

percorrido por uma corrente I e está imerso em um campo magnético

uniforme. Determine a força magnética sobre ele.Resp: 2IB (R+a) para

baixo

13. Um fio de comprimento L transporta uma corrente I. Mostre que se o fio for enrolado na forma de uma

bobina circular e colocado num campo magnético, o torque máximo será obtido quando a bobina tiver uma

única volta e que o módulo máximo do torque vale BIL 4

1 2 π

τ =

14. Uma espira circular de arame, de raio 8,0 cm transporta uma corrente de 0,20 A. Um vetor unitário,

paralelo ao momento de dipolo µ da espira, é dado por j80i60 

,, − . A espira está imersa num campo

magnético dado por ( )Tk30i250B  ,, += . Determine (a) o torque sobre a espira (usando notação vetorial) e (b) a energia potencial magnética da espira.

Resp: a) ( ) mN10k08j27i69 4 .,,, −×+−−= τ ; b) - 6,0 x 10-4 J

R

a a

I

qV

S

x

x x x x x

x x x x x

x x x x

x x

x x x x x

62 cm

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15. Um disco não condutor, de massa M, raio R e densidade superficial de cargas σ, gira com velocidade

angular ω, em torno do seu eixo.(a) Considere um anel de raio r e espessura dr, e mostre que a corrente

neste anel é drrdq 2

dI σω π

ω == (b)Mostrar que o momento magnético do anel é drrd 3σωπµ = (c)

Integrar este resultado para mostrar que o momento magnético do disco é 4R4 /σωπµ = (d) Mostrar que

o momento magnético µ e o momento angular L 

estão relacionados por L M2

Q  =µ , onde Q é a carga

elétrica do disco.

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