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Exercícios sobre o cálculo da força eletromotriz

Estes exercícios sobre força eletromotriz testarão seus conhecimentos sobre o potencial elétrico que surge em decorrência da mudança de fluxo de campo magnético sobre determinada região do espaço.

Questão 1

Quando um corpo condutor em formato de barra move-se sobre trilhos condutores e na presença de um campo magnético externo, uma força eletromotriz (ddp) é induzida sobre os seus extremos. Assinale a alternativa correta em relação a esse potencial elétrico induzido:

a) A força eletromotriz é inversamente proporcional ao comprimento da barra.

b) A força eletromotriz induzida é nula, pois não haverá corrente elétrica na barra.

c) A força eletromotriz induzida é proporcional ao comprimento da barra metálica, bem como ao módulo do campo magnético externo e à velocidade da barra em relação a esse campo magnético.

d) A força eletromotriz induzida não depende da velocidade da barra em relação ao campo magnético.

e) O campo magnético não interfere no módulo da força eletromotriz induzida.

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Questão 2

Uma barra metálica condutora de 25 cm de comprimento é movida sobre trilhos condutores a uma velocidade de 36 km/h. Sendo 10-5 T o módulo do campo magnético externo, a força eletromotriz induzida sobre a barra, em Volts (V), equivale a:

a) 2,5.10-5 V

b) 0,25.10-5 V

c) 25.10-5 V

d) 2.10-5 V

e) 5.10-5 V

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Questão 3

Um condutor de 0,5 m de comprimento move-se com velocidade de 10 m/s em um campo magnético de 0,4 T. O sentido da corrente induzida e o módulo da força eletromotriz formada na espira ABCD são:

a) 0,08 v, sentido horário.

b) 0,08V, sentido anti-horário.

c) 0,8 V, sentido horário.

d) nula.

e) 0,8 V, sentido anti-horário.

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Questão 4

Identifique o que for incorreto em relação à força eletromotriz induzida:

I – Quando há variação na intensidade do campo magnético incidente sobre uma espira condutora, ocorre a formação de corrente elétrica induzida sobre ela;

II – Caso haja velocidade relativa entre o condutor percorrido por uma corrente elétrica e o campo magnético, surgirá uma força eletromotriz induzida no condutor;

III – A força eletromotriz induzida em um condutor retilíneo que se move em uma região de campo magnético é inversamente proporcional à velocidade em que esse condutor move-se.

É ou são falsa(s):

a)I

b) II

c) II e III

d) III

e) I e II

 

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Respostas

Resposta Questão 1

Letra C

A força eletromotriz induzida sobre uma barra condutora de comprimento L e que se move em trilhos condutores, em uma região de campo magnético B, a uma velocidade v, apresenta uma diferença de potencial induzida em suas extremidades igual a:

Dessa forma, podemos dizer que o valor da ddp induzida sobre a barra é diretamente proporcional a três grandezas: a intensidade do campo magnético externo (B), ao comprimento da barra (L) e à velocidade relativa entre a barra e o campo magnético (v), portanto, a única alternativa correta é a C.

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Resposta Questão 2

Letra A

Podemos calcular a força eletromotriz induzida na barra com a equação:

Tomando os dados fornecidos pelo enunciado do exercício, percebe-se que algumas unidades estão fora do Sistema Internacional de Unidades, dessa forma, a velocidade deve ser transformada para m/s (metros por segundo). Nesse caso, divide-se o seu módulo pelo fator 3,6, passando a valer 10 m/s. O comprimento da barra deve ser dado em metros, logo, 0,25 m.

O cálculo resulta em uma força eletromotriz de 2,5.10-5 V, que corresponde à alternativa A.

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Resposta Questão 3

Letra B

Para calcular a força eletromotriz induzida na espira, usamos a equação:

De acordo com os dados fornecidos pelo exercício, temos que:

Como a área ABCD está aumentando com o tempo, o fluxo de campo magnético também aumenta sobre ela. Dessa forma, surge uma corrente elétrica induzida em oposição ao aumento do fluxo de campo magnético. O campo magnético gerado pela corrente elétrica é, portanto, formado no sentido oposto ao campo magnético original, ou seja, “saindo” do plano do papel. De acordo com a regra da mão direita, ele é gerado por uma corrente elétrica no sentido anti-horário, ou seja: ADCB.

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Resposta Questão 4

Letra D

I – Verdadeira. A força eletromotriz induzida, descrita pela lei de Faraday-Lenz, surge sempre que há uma mudança no fluxo de campo magnético sobre uma região do espaço;

II – Verdadeira. Para haver variação no fluxo magnético a fim de que surja uma força eletromotriz induzida, é necessário que ocorra uma mudança na intensidade do campo magnético, nas dimensões do condutor ou, ainda, na velocidade desse condutor;

III – Falsa. A força eletromotriz induzida é diretamente proporcional à velocidade com a qual o corpo move-se em relação ao campo magnético.

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