Jovem Einstein

Departamento de Matemática e Ciências Experimentais

Físico-Química A – 11º Ano

Atividade Teórico Prática

Assunto: Microfone e Altifalante

1. Descreve o funcionamento de um microfone e de um altifalante, de acordo com a sua constituição e finalidade.

2. O que é um campo elétrico e qual a sua origem?

3. O que é um campo magnético e qual a sua origem?

4. As linhas de campo de um campo elétrico foram idealizadas pelo físico inglês Michael Faraday. São um modo adequado de representar o campo elétrico e indicam a direção e o sentido do campo em qualquer ponto. Em qualquer ponto da linha de campo, a direção do campo elétrico é tangente à linha.

Classifique, justificando, cada uma das seguintes afirmações em verdadeiras (V) ou falsas (F):

A. O número de linhas campo que saem ou entram é proporcional ao valor da carga elétrica.B. As linhas de campo orientam-se da carga negativa para a carga positiva.C. O número de linhas de campo por unidade de área perpendicular às linhas é proporcional à intensidade do campo.D. Para uma carga pontual positiva, as linhas de campo são paralelas entre si, distribuem-se uniformemente e

apontam “para fora” da carga.E. As linhas de campo “ convergem” para cargas pontuais negativas.F. As linhas de campo do campo elétrico são sempre fechadas.G. As linhas de campo elétrico uniforme são paralelas e equidistantes entre si.

5. Cargas elétricas geram campos elétricos na região do espaço onde se encontram. A intensidade do campo gerado depende das propriedades do meio, do módulo da carga e da distância entre a carga e o ponto do campo.5.1. Considere duas cargas do meso módulo Q, e sinais opostos, colocadas nos vértices inferiores de um triângulo

equilátero.Selecione, dos esquemas da figura seguinte, o que melhor representa o vetor que carateriza o campo elétrico resultante no vértice superior do triângulo.

5.2. Quatro cargas elétricas pontuais, de igual módulo, Q, estão situadas nos vértices de um quadrado, como mostra na figura.Selecione a única opção que refere quais devem ser os sinais das cargas Q1, Q2, Q3 e Q4, para que no centro do quadrado o campo elétrico resultante tenha a direção e o sentido representados na figura.

A. Q1 >0, Q2 <0,Q3 <0 e Q4 >0B. Q1 >0, Q2 >0,Q3 <0 e Q4 <0C. Q1 <0, Q2 <0,Q3 >0 e Q4 >0D. Q1 >0, Q2 <0,Q3 <0 e Q4 <0

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7. Uma partícula carregada eletricamente penetra num campo elétrico uniforme existente entre duas placas, A e B, planas e paralelas. A figura mostra a trajetória curvilínea descrita pela partícula.

Explique a causa da trajetória da partícula quando penetra no campo elétrico existente entre placas.

8. Os ímanes têm hoje em dia, diversas aplicações tecnológicas.8.1. A Figura 3 representa linhas de campo magnético criadas por um íman em U.

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Selecione a única opção que permite obter a afirmação correta.O módulo do campo magnético é:

A. Maior em P4 do que em P3;B. Igual em P4 e em P3;C. Maior em P2 do que em P1

D. Igual em P2 e em P1.

8.2. Selecione a única opção que representa corretamente a orientação da bússola, cujo polo norte está assinalado a azul , colocada na proximidade do íman representado nos esquemas seguintes.

8.3. Das afirmações seguintes indique as verdadeiras e as falsas, corrigindo as falsas.

A. Os campos magnéticos são criados apenas por ímanes.B. As linhas de campo magnético são linhas abertas.C. O vetor campo magnético é uma grandeza vetorial que carateriza em cada ponto, o campo magnético.D. As linhas de campo magnético são, em cada ponto tangentes ao vetor campo magnético e têm o sentido deste.E. Num campo magnético uniforme as linhas de campo são paralelas entre si e dirigidas do pólo sul para o pólo

norte.

8.4. Oersted observou que uma agulha magnética, quando colocada na proximidade de um fio percorrido por uma corrente elétrica, sofre um pequeno desvio.

Refira o que pode concluir deste resultado.

9. A figura, onde estão marcados os pontos P, Q, R e S, representa linhas de campo magnético, numa região do espaço.

9.1. Selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta.

A intensidade do campo magnético é maior no ponto

A. R do que no ponto S.B. P do que no ponto Q.C. Q do que no ponto R.D. S do que no ponto P.

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9.2. Selecione a única opção em que se encontra bem representado o vetor campo magnético, B⃗, no ponto P.

10. Um eixo de rotação pode fazer rodar uma espira condutora numa região do espaço onde existe um campo magnético

uniforme B⃗.

Ordena as imagens por ordem decrescente do fluxo magnético que atravessa a superfície delimitada pela espira.

11. O funcionamento de alguns elementos básicos da comunicação baseia-se na existência ou criação de campos magnéticos e elétricos.11.1. Associe as linhas de campo representadas na coluna I aos campos da coluna II.

Coluna I Coluna II

1- 2-

3- 4-

5-

A - Campo magnético criado por uma corrente elétrica.

B - Campo magnético criado por um íman retangular.

C - Campo elétrico criado por uma carga positiva.

D - Campo elétrico criado por duas cargas positivas.

E - Campo elétrico criado por duas placas paralelas eletrizadas

com carga de sinal contrário.

11.2. Calcule a aceleração de um eletrão colocado num campo elétrico uniforme de módulo 1,20x10 6 V/m, sabendo que o módulo da carga do eletrão é de 1,60 x 10-19 C e que a sua massa vale 9,1x10-31 kg. Despreze o efeito do campo gravítico terrestre.

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12. Na figura representa-se uma espira que roda entre dois ímanes com uma velocidade angular constante de 63 rad/s.12.1. Represente as linhas de campo que atravessam a espira.12.2. Determine o período de rotação12.3. Indique o tempo que o fluxo magnético demora a passar de zero ao seu valor

máximo.12.4. Para aumentar o valor da força eletromotriz induzida poder-se-ia...

(A) Aumentar o número de espiras.

(B) Aumentar a inclinação da espira em relação às linhas de campo.

(C) Aumentar a velocidade de rotação da espira.

(D) Aumentar a área da espira.

(E) Diminuir a área da espira.

(F) Usar ímanes de maiores dimensões.

13. Em 1820, Oersted verificou experimentalmente que a corrente elétrica produz efeitos magnéticos. Em 1831, Faraday evidenciou, também experimentalmente, a possibilidade de induzir corrente elétrica num circuito fechado não ligado a uma fonte de alimentação, a partir de um campo magnético que varia com o tempo. Assim surgiu a teoria eletromagnética, cujo desenvolvimento se baseou no conceito de campo.13.1. Considere um íman paralelo ao eixo dos zz e uma espira, E, de fio de cobre

colocada no plano xOy, como mostra a figura.Selecione a opção que completa corretamente a frase seguinte:

A corrente elétrica que passa na espira é nula quando o íman…A. …e a espira se deslocam verticalmente com velocidades diferentes.B. …está em repouso e a espira se desloca verticalmente para cima.C. …está em repouso e a espira se desloca horizontalmente para a direita.D. …e a espira se deslocam verticalmente para cima com a mesma velocidade.

13.2. A figura abaixo representa, no plano xOy, as linhas de um campo elétrico, em que numa delas se situam os pontos A e B.

Selecione a alternativa correta.A. Se o módulo do campo em A for 5x10-2 Vm-1, em B

tem também o mesmo módulo.B. Em A o campo tem a direção e sentido do eixo xx e

em B o campo tem a direção e o sentido do eixo yy.C. Se o módulo do campo em A for 3x10 -2 Vm-1, em B

pode ter o módulo 5x10-2 Vm-1.D. Em A e em B o campo tem direção perpendicular ao

plano xOy.

14. O eixo de uma espira circular, de raio 4,0cm, que se encontra num campo magnético de intensidade 4,0x10 -3 T, define coma as linhas de campo um ângulo de 30º.Determine o fluxo magnético que atravessa a espira.

15. Uma bobina, constituída por 100 espiras de raio médio 20 cm, define com a vertical um ângulo de 53º numa região onde existe um campo magnético vertical de intensidade 5,0x10-3 T.Qual o fluxo magnético que atravessa a bobina?

16. Uma espira de área 50cm2 é atravessada por um fluxo de 2,5x10-6 Wb, numa região onde existe um campo magnético uniforme e horizontal de intensidade 1,0x10-3 T.Determine o ângulo que a espira define com a horizontal.

17. Um solenoide ligado a uma resistência elétrica R possui 50 espiras, delimitando cada uma área de superfície de 4,0 dm2. O solenoide está localizado num campo magnético,

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perpendicularmente à sua superfície, devido à proximidade de um íman. A intensidade de indução magnética do campo varia de 3,0x10-3 T a 10,0x10-3 T no intervalo de tempo de 0,50 s.17.1. Explica como pode variar o fluxo magnético no solenoide.17.2. Calcula o valor da força eletromotriz induzida na bobina.17.3. Calcula o valor de R sabendo que no solenoide circula uma corrente induzida de 15 mA.

18. Uma espira condutora que delimita uma superfície de área A encontra-se num campo magnético uniforme. Durante 0,50s alterou-se, a uma velocidade constante, a sua posição em relação às linhas de campo magnético, até atingir o valor máximo de fluxo.Na figura ao lado está representada a variação do fluxo magnético que atravessa a espira em função da sua posição relativa, A cos.18.1. Determine a intensidade do campo magnético onde a espira se encontra.18.2. Determine qual a área da superfície delimitada pela espira.18.3. Calcule o módulo da f.e.m induzida na espira no intervalo de 0,50s

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