Física III ⇒ Eletromegnetismo Tópico resolvido

[FISMAQUIM]

A figura a seguir mostra uma montagem em que uma barra AC de metal não magnético está em contato elétrico com dois trilhos metálicos paralelos e pode deslizar sobre eles, sem atrito. Esses trilhos estão fixos sobre uma mesa horizontal, em uma região onde há um campo magnético uniforme, vertical e para cima, conforme representado na figura, cujo módulo é B = 0,8 T. Um agente externo age sobre a barra AC, deslocando-a para a esquerda com velocidade constante v = 5 m/s.

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Sabendo que o comprimento da barra AC é L = 80 cm e que o valor total da resistência elétrica do circuito é R = 20Ω, responda:

a) Calcule o valor da corrente elétrica no circuito, em miliamperes.
b) Qual o sentido da corrente elétrica no circuito?

Resposta

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a) 160
b) anti-horário

[παθμ]

FISMAQUIM,

a) A parte esquerda é um circuito de tamanho variável. Seu tamanho horizontal varia a uma taxa constante (em módulo) [tex3]\frac{\Delta l}{\Delta t}=v,[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\frac{\Delta l}{\Delta t}=v,[/tex3]

logo sua área, [tex3]A=Ll,[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]A=Ll,[/tex3]

varia a uma taxa constante (em módulo) [tex3]\frac{\Delta A}{\Delta t}=Lv.[/tex3]

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[tex3]\frac{\Delta A}{\Delta t}=Lv.[/tex3]

[tex3]\phi = BA \Longrightarrow \frac{\Delta \phi}{\Delta t}=B \frac{\Delta A}{\Delta t}=BLv.[/tex3]

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[tex3]\phi = BA \Longrightarrow \frac{\Delta \phi}{\Delta t}=B \frac{\Delta A}{\Delta t}=BLv.[/tex3]

[tex3]\epsilon=BLv=0,8 \times 0,8 \times 5=3,2 \; \text{V}.[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\epsilon=BLv=0,8 \times 0,8 \times 5=3,2 \; \text{V}.[/tex3]

[tex3]\epsilon=RI \Longrightarrow I=\frac{3,2}{20} \; \text{A}=\boxed{160 \; \text{mA}}[/tex3]

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[tex3]\epsilon=RI \Longrightarrow I=\frac{3,2}{20} \; \text{A}=\boxed{160 \; \text{mA}}[/tex3]

b) Como a área do circuito está diminuindo e o campo magnético está apontando para fora da página, o sentido da variação de fluxo no circuito é para dentro da página. A corrente induzida é tal que o campo magnético gerado por ela se opõe à taxa de variação de fluxo no circuito. Ou seja, ela deve produzir um campo magnético saindo da página. Pela regra da mão direita, então, o sentido da corrente induzida é anti-horário.

[FISMAQUIM]

παθμ, muito obrigado