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Texto 1A3-IV

   O detector linear de temperatura (DLT) é utilizado como ferramenta de prevenção de incêndio e de controle de temperaturas elevadas. Os sensores mais simples são compostos por dois fios, de comportamento resistivo ideal e diâmetro e resistividade constantes, que são cobertos com um polímero termossensível. Esses fios são geralmente associados a uma resistência em série Rp. Nos locais onde a temperatura limite
é atingida no fio, o polímero derrete e os fios se tocam, formando-se um novo circuito, ignorando-se o restante do fio e o resistor Rp.

   A seguir, está representada uma ponte de Wheatstone ideal. Ela apresenta uma única resistência variável (Re), que pode ser utilizada em conjunto com um DLT para determinar em que trecho do fio ocorreu o derretimento. A resistência Rp nessa situação é de 25 Ω, e o fio de comprimento L = 100 m apresenta resistência Rf = 5 Ω. A resistência Re tinha valor de 120 Ω antes de os fios sofrerem derretimento. Os fios apresentam comportamento resistivo ideal, e tanto sua área de seção quanto suas resistividades são constantes.

Ainda com relação à situação tratada no texto 1A3-IV, para que os fios não produzam falsos positivos, é importante que

A figura a seguir representa um equipamento experimental para verificar a influência de um campo magnético uniforme em cargas elétricas em movimento. O equipamento é formado por uma
fonte emissora de partículas alfa, dois ímãs e um anteparo (alvo).
Sabendo-se que:

  • as partículas alfa possuem carga positiva;
  • as partículas são emitidas pela fonte com alta velocidade e em trajetória retilínea;
  • a região entre os ímãs forma uma região de campo magnético uniforme; e
  • se o feixe de partículas for emitido sem a influência dos ímãs as partículas atingirão o anteparo no centro do alvo (ponto entre as regiões A, B, C e D).

Considerando que as partículas alfa estão sujeitas apenas à força magnética sobre as cargas elétricas em movimento, pode-se concluir corretamente que após passarem pela região de campo
magnético uniforme, as partículas atingirão o alvo na região ______.

A figura precedente ilustra um experimento que permite medir a força magnética utilizando-se uma balança conhecida como balança de Roberval. O circuito mostrado nessa figura é constituído de uma fonte contínua de voltagem ε = 10 V, um resistor de R = 10 Ω, ligados em série a uma espira retangular com resistência nula. Na base da espira de largura L = 5 cm, está delineada uma região na qual atua um campo magnético de módulo B, com direção perpendicular à folha do papel. Quando a chave é ligada, uma corrente percorre a espira, e o efeito impulsiona a posição da massa localizada no braço esquerdo da balança a se deslocar para cima, no sentido vertical. Para retornar à situação original, é necessário adicionar uma pequena massa de 1 mg na balança.

Com base nessas informações, julgue os itens seguintes, considerando o valor da gravidade igual a 10 m/s2 e a carga do elétron igual a 1,6 × 10 -19C.

O campo magnético é igual a 3/2 T.

O primeiro experimento quantitativo bem sucedido para estudar a força de repulsão/atração entre cargas elétricas foi realizado por Charles Coulomb, que chegou a equação F = K (|q1||q2|/r2), onde K é a constante de proporcionalidade. Esta equação se assemelha com a equação da lei de gravitação de Newton. Assinale a alternativa incorreta sobre a relação entre as duas equações:

A figura precedente ilustra um experimento que permite medir a força magnética utilizando-se uma balança conhecida como balança de Roberval. O circuito mostrado nessa figura é constituído de uma fonte contínua de voltagem ε = 10 V, um resistor de R = 10 Ω, ligados em série a uma espira retangular com resistência nula. Na base da espira de largura L = 5 cm, está delineada uma região na qual atua um campo magnético de módulo B, com direção perpendicular à folha do papel. Quando a chave é ligada, uma corrente percorre a espira, e o efeito impulsiona a posição da massa localizada no braço esquerdo da balança a se deslocar para cima, no sentido vertical. Para retornar à situação original, é necessário adicionar uma pequena massa de 1 mg na balança.

Com base nessas informações, julgue os itens seguintes, considerando o valor da gravidade igual a 10 m/s2 e a carga do elétron igual a 1,6 × 10 -19C.

O sentido em que a corrente percorre a espira é o horário.

Quando um condutor elétrico é atravessado por uma corrente elétrica, aparece espontaneamente um campo magnético em sua volta. Dois físicos franceses, Jean‐Baptiste Biot e Félix Savart, deduziram uma lei que descrevia matematicamente o campo magnético gerado. Essa lei passou a ser conhecida por Lei de Biot‐Savart. Desse modo, suponha‐se que haja um fio comprido e retilíneo, que a intensidade do campo magnético seja igual a 4 . 10 ‐6 T em um ponto situado a 2 cm do fio e que μ0 = 4π . 10-7 T.m/ A. Utilizando a Lei de Biot‐Savart, assinale a alternativa que apresenta o valor, em Ampères, da corrente elétrica que percorre todo o fio.

A figura precedente ilustra um experimento que permite medir a força magnética utilizando-se uma balança conhecida como balança de Roberval. O circuito mostrado nessa figura é constituído de uma fonte contínua de voltagem ε = 10 V, um resistor de R = 10 Ω, ligados em série a uma espira retangular com resistência nula. Na base da espira de largura L = 5 cm, está delineada uma região na qual atua um campo magnético de módulo B, com direção perpendicular à folha do papel. Quando a chave é ligada, uma corrente percorre a espira, e o efeito impulsiona a posição da massa localizada no braço esquerdo da balança a se deslocar para cima, no sentido vertical. Para retornar à situação original, é necessário adicionar uma pequena massa de 1 mg na balança.

Com base nessas informações, julgue os itens seguintes, considerando o valor da gravidade igual a 10 m/s2 e a carga do elétron igual a 1,6 × 10 -19C.

Caso o circuito seja percorrido por uma corrente de 1 A, o número de elétrons que passam, em 1 segundo, por determinada região da espira é menor que 1019.

A figura precedente ilustra graficamente o comportamento do ângulo de fase Φ em função da frequência de ressonância ω = 2π f, para um circuito RLC, em que . Nessa figura, alguns valores de Φ em função de ω estão representados.

Com base nesse gráfico e nessas informações, julgue o item que se segue.

A razão entre as amplitudes máximas da componente elétrica e da magnética de uma onda eletromagnética é igual à velocidade da luz.

O campo magnético em uma região vazia do espaço, longe de cargas e correntes, é dado por

Sabendo que a componente do campo elétrico Ez é nula, podemos dizer que a componente do campo elétrico Ex é

Considere uma onda eletromagnética se propagando em um meio material, sendo v = c/n a sua velocidade de fase e a sua velocidade de grupo no meio. A velocidade de grupo pode ser escrita, em função do índice de refração do meio, da seguinte forma:

A figura precedente ilustra um experimento que permite medir a força magnética utilizando-se uma balança conhecida como balança de Roberval. O circuito mostrado nessa figura é constituído de uma fonte contínua de voltagem ε = 10 V, um resistor de R = 10 Ω, ligados em série a uma espira retangular com resistência nula. Na base da espira de largura L = 5 cm, está delineada uma região na qual atua um campo magnético de módulo B, com direção perpendicular à folha do papel. Quando a chave é ligada, uma corrente percorre a espira, e o efeito impulsiona a posição da massa localizada no braço esquerdo da balança a se deslocar para cima, no sentido vertical. Para retornar à situação original, é necessário adicionar uma pequena massa de 1 mg na balança.

Com base nessas informações, julgue os itens seguintes, considerando o valor da gravidade igual a 10 m/s2 e a carga do elétron igual a 1,6 × 10 -19C.

A corrente que percorre o circuito é de 1,5 amperes.

A figura precedente é constituída de um solenoide considerado ideal, de indutância L e n espiras por unidade de comprimento, conectado em série a um resistor R e a um capacitor carregado, de capacitância C. A carga no capacitor é q = Cε, em que ε é a voltagem máxima utilizada para carregar o circuito. Em t = 0, a chave é ligada.

Com base nessas informações, julgue o item subsecutivo.

O campo no interior do solenoide, em função da corrente i, é dado por B = μ0 n i, em que μ0 é a permeabilidade magnética do meio.

Um pêndulo simples ideal, com fio isolante de massa desprezível, carregado com carga positiva realiza seu movimento sem forças resistivas numa região onde há um campo magnético uniforme conforme o diagrama abaixo. Desconsidere ainda as perdas por irradiação.

Considere as afirmações abaixo.

I. A tensão no fio oscilará em torno do valor de repouso, nos pontos de retorno, dada pela componente da força peso na direção do fio.

II. A força magnética é ortogonal à trajetória do corpo.

III. O período do pêndulo não será afetado pela presença do campo magnético.

IV. A força magnética estará na direção vertical.

Estão corretas as afirmativas:

Um cíclotron, para acelerar prótons (massa do

próton ≅ 1,6 · 10 -27 kg e carga elétrica do

próton = 1,6 · 10 -19 C), possui um campo magnético de 2,0 T e

um raio máximo de 50 cm.

Considerando esse caso hipotético, julgue o item seguinte.

A frequência (f ) do cíclotron, em hertz, é de 8 π . 108 .

Considere um circuito feito com uma bobina didática de alguns centímetros de raio e altura com milhares de voltas de fio de cobre ligada em série a uma lâmpada de 40W na tomada doméstica (AC) de 127V/60Hz. Considere as afirmações abaixo.

I. A lâmpada acende mais forte se ela é ligada sem a bobina.

II. O número de voltas de fio na bobina é indiferente à intensidade do campo magnético gerado.

III. Ao aproximar um imã da bobina se poderá sentir a oscilação elétrica de 60Hz.

IV. O uso de duas lâmpadas faria com que a corrente alternada ficasse menos intensa.

Estão corretas as afirmativas:

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