09 10 - (Lista de Exercícios - Indução eletromagnética) [HEXAS]

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Prof. Daniel Ortega 
Física 
Br 
 
Lista de Exercícios – Indução Eletromagnética 
 
1. (Ufrgs 2019) O fogão mostrado na figura 1 abaixo não 
produz chamas nem propaga calor. O cozimento ou 
aquecimento dos alimentos deve ser feito em panelas de 
ferro ou de aço e ocorre devido à existência de campos 
magnéticos alternados, produzidos em bobinas, conforme 
representado no esquema da figura 2. Os campos 
magnéticos penetram na base das panelas, criando 
correntes elétricas que as aquecem. 
 
 
 
 
 
Assinale a alternativa que preenche corretamente as 
lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. 
O processo físico que fundamenta essa aplicação 
tecnológica é conhecido como __________ e é regido pela 
lei de __________. 
a) convecção – Faraday-Lenz 
b) indução – Faraday-Lenz 
c) indução – Ampère 
d) radiação – Gauss 
e) radiação – Ampère 
 
2. (Ufsc 2019) Na atração Corrida Maluca, duas pessoas 
da plateia do Circo da Física são convidadas para soltar 
dois pequenos cilindros aparentemente idênticos dentro de 
dois tubos aparentemente idênticos de comprimento 1,0 𝑚, 
conforme a figura abaixo. Para espanto da plateia, um dos 
pequenos cilindros demora mais tempo do que o outro para 
chegar do outro lado do tubo e o vencedor da corrida é 
sempre o que escolhe determinado lado da estrutura. O 
segredo da corrida é que, no lado esquerdo da estrutura, o 
participante tem à disposição um pequeno cilindro de ferro 
e um tubo de PVC e, no lado direito, o participante tem à 
disposição um pequeno ímã cilíndrico e um tubo de cobre, 
em destaque na figura abaixo. 
 
 
Com base no exposto acima e na figura, é correto afirmar 
que: 
 
01) ao cair, o ímã induz uma corrente elétrica no tubo de 
cobre, devido à variação do fluxo magnético do ímã nas 
paredes do tubo de cobre. 
02) o cobre é um material condutor ferromagnético e é 
atraído pelo ímã, o que retarda o movimento de queda 
do ímã. 
04) o campo magnético produzido pela corrente elétrica 
induzida no tubo de cobre terá um polo norte próximo 
ao ímã na parte superior do tubo. 
08) ao descer pelo tubo de cobre, o ímã atinge rapidamente 
velocidade constante (velocidade terminal). 
16) no sistema ímã-tubo de cobre, não ocorre o efeito joule, 
já que a velocidade de queda do ímã é constante. 
 
3. (Ufrgs 2018) A figura abaixo representa um experimento 
em que um ímã está sendo aproximado com velocidade 𝑉 
de uma bobina em repouso, ligada em série com um 
galvanômetro 𝐺. 
 
 
A seguir, três variantes do mesmo experimento estão 
representadas nas figuras I, II e III. 
 
 
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Assinale a alternativa que indica corretamente as variantes 
que possuem corrente elétrica induzida igual àquela 
produzida no experimento original. 
 
a) Apenas I. 
b) Apenas II. 
c) Apenas III. 
d) Apenas I e II. 
e) I, II e III. 
 
4. (Acafe 2018) Tasers são armas de eletrochoque que 
usam uma corrente elétrica para imobilizar pessoas que 
estejam representando alguma ameaça a alguém ou à 
ordem pública. O sistema interno da arma cria e trata a 
corrente elétrica que será descarregada por meio dos fios 
de cobre. Capacitores, transformadores e baterias são 
peças fundamentais nesse processo. 
 
Fonte: Disponível em: < https://www.tecmundo.com.br/infografico/12216-
a-tecnologia-das-armas-taser-infografico-.htm>. Adaptada. Acesso em: 
03 de set. 2017. 
 
Nesse sentido, assinale a alternativa correta que completa 
as lacunas das frases a seguir. 
O Transformador é um equipamento elétrico que tem seu 
princípio de funcionamento baseado na __________. A 
bateria é uma fonte de energia que transforma energia 
__________ em energia elétrica. O capacitor é um 
dispositivo que armazena __________. 
 
a) Lei de Coulomb - térmica - campo magnético 
b) Lei de Lenz - luminosa - corrente elétrica 
c) Lei de Faraday - química - cargas elétricas 
d) Lei de Newton - magnética - resistência elétrica 
 
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: 
SE NECESSÁRIO, UTILIZE OS VALORES FORNECIDOS 
ABAIXO: 
 
Densidade da água = 1 
𝑔
𝑐𝑚3
 
Aceleração da gravidade 𝑔 = 10 
𝑚
𝑠2
 
1 𝑐𝑎𝑙 = 4 𝐽 
Calor específico do cobre = 0,090 
𝑐𝑎𝑙
𝑔 °𝐶
 
Coeficiente de dilatação linear = 17 × 10−6 °𝐶−1 
Resistividade a 20 °𝐶 = 1,72 × 10−8 𝛺𝑚 
Permeabilidade magnética do vácuo 𝜇0 = 4𝜋 × 10
−7 𝑇 ⋅
𝑚
𝐴
 
𝜋 = 3 
 
5. (Uepg 2018) Uma bobina é produzida, enrolando-se um 
fio condutor, de maneira que ela tenha 25 𝑐𝑚 de 
comprimento e possua 100 espiras circulares com 10 𝑚𝑚 
de raio. A bobina é conectada a uma bateria ideal de 2 𝑉. 
Se a resistência elétrica da bobina é 0,1 𝛺, assinale o que 
for correto. 
01) Bobinas são utilizadas em circuitos eletrônicos com o 
objetivo de acumular cargas elétricas induzidas. 
02) A potência elétrica dissipada por efeito Joule nos fios da 
bobina é 40 𝑊. 
04) O valor do fluxo do campo magnético no interior da 
bobina é menor do que 4 × 10−6  
𝑇
𝑚2
. 
08) Um dos problemas relacionados com a produção de 
campos magnéticos intensos é o aquecimento da 
bobina. 
16) O valor do módulo do vetor indução magnética no 
interior da bobina é maior que 𝟗 × 𝟏𝟎−𝟑 𝑻. 
 
6. (Acafe 2016) Um estudante elaborou um projeto para sua 
aula de Física. Projetou um agasalho para esquentar e, com 
isso, aquecer as pessoas. Para tanto, colocou um pêndulo 
nas mangas do agasalho, para oscilar com o movimento 
dos braços, ligado a um gerador elétrico que, por sua vez, 
estava ligado a um circuito de condutores para converter 
energia elétrica em térmica. 
 
A figura a seguir mostra o agasalho com o detalhamento do 
gerador, ou seja, um imã que oscila próximo a uma bobina. 
 
 
 
Assim, analise as seguintes afirmações: 
 
( ) A corrente elétrica produzida pelo gerador é contínua. 
( ) O fenômeno que explica a geração de energia elétrica 
nesse tipo de gerador é a indução eletromagnética. 
( ) A bobina provoca uma força magnética no imã que tenta 
impedir o movimento de oscilação do mesmo. 
( ) A corrente induzida aparece porque um fluxo magnético 
constante atravessa a bobina. 
( ) Toda energia mecânica do movimento dos braços é 
convertida em energia térmica para aquecimento da 
pessoa. 
 
A sequência correta, de cima para baixo, e: 
 
a) F – V – V – F – F 
b) V – V – V – F – F 
c) F – V – F – F – V 
d) V – F – F – V – F 
 
7. (Ita 2017) Em queda livre a partir do repouso, um imã 
atravessa longitudinalmente o interior de um tubo de 
plástico, sem tocar-lhe as paredes, durante um intervalo de 
tempo 𝛥𝑡. Caso este tubo fosse de metal, o tempo para essa 
travessia seria maior, igual ou menor que 𝛥𝑡? Justifique sua 
resposta. 
 
8. (Ita 2017) Elétrons com energia cinética inicial de 2 𝑀𝑒𝑉 
são injetados em um dispositivo (bétatron) que os acelera 
em uma trajetória circular perpendicular a um campo 
magnético cujo fluxo varia a uma taxa de 1.000 
𝑊𝑏
𝑠
. 
Assinale a energia cinética final alcançada pelos elétrons 
após 500.000 revoluções. 
 
a) 498 𝑀𝑒𝑉 
b) 500 𝑀𝑒𝑉 
c) 502 𝑀𝑒𝑉 
d) 504 𝑀𝑒𝑉 
e) 506 𝑀𝑒𝑉 
 
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9. (Efomm 2017) Um fio de resistência 5 𝛺 e 2,4 𝑚 de 
comprimento forma um quadrado de 60 𝑐𝑚 de lado. Esse 
quadrado é inserido por completo, com velocidade 
constante, durante 0,90 segundos em um campo 
magnético constante de 10,0 𝑇 (de forma que a área do 
quadrado seja perpendicular às linhas do campo 
magnético). A intensidade de corrente que se forma no fio 
é 𝑖1. 
Outro fio reto de 2,0 𝑚 de comprimento possui uma 
intensidade de corrente 𝑖2, quando imerso em um campo 
magnético constante de módulo 10,0 𝑇. A força magnética 
que atua no fio possui módulo 8,0 𝑁. A direção da força é 
perpendicular à do fio e à direção do campo magnético. 
 
A razão entre os módulos de 𝑖1 e 𝑖2 é: 
 
a) 0,2 b) 0,4 c) 0,5 d) 2,0 e) 4,0 
 
10. (Upe-ssa 3 2016) A eletricidade facilita avida de muitas 
pessoas. A única desvantagem é a quantidade de fios com 
que se tem de lidar, se houver problemas: se você precisa 
desligar determinada tomada, pode ter que percorrer uma 
grande quantidade de fios até encontrar o fio certo. 
Por isso, os cientistas tentaram desenvolver métodos de 
transmissão de energia sem fio, o que facilitaria o processo 
e lidaria com fontes limpas de energia. A ideia pode soar 
futurista, mas não é nova. Nicola Tesla propôs teorias de 
transmissão sem fio de energia, no fim dos anos 1800 e 
começo de 1900. Uma de suas demonstrações energizava 
remotamente lâmpadas no chão de sua estação de 
experimentos em Colorado Springs. 
O trabalho de Tesla era impressionante, mas não 
gerou imediatamente métodos práticos de transmissão de 
energia sem fio. Desde então, os pesquisadores 
desenvolveram diversas técnicas para transferir 
eletricidade através de longas distâncias, sem utilizar fios. 
Algumas técnicas só existem em teoria ou protótipos, mas 
outras já estão em uso. 
 
Fonte: http://ciencia.hsw.uol.com.br/eletricidade-sem-fio.htm (Adaptado) 
 
 
Atualmente, muitos dispositivos eletrônicos têm suas 
baterias carregadas pelo processo de indução 
eletromagnética, baseado nos estudos realizados por Tesla 
há vários anos. Diversos celulares utilizam uma base que 
produz um campo magnético, capaz de atravessar uma 
espira resistiva instalada no celular. Um modelo simples é 
mostrado na figura a seguir. Sabendo que o campo da 
figura aponta para dentro do plano da página, que a área 
da espira é igual a 4,0 𝑐𝑚2 e que sua resistência é igual a 
0,5 𝑚𝛺, determine a variação de campo magnético 
produzida pela base, para que uma corrente induzida de 
140 𝑚𝐴 atravesse a espira. 
 
 
a) 175 
𝑚𝑇
𝑠
 
b) 350 
𝑚𝑇
𝑠
 
c) 450 
𝑚𝑇
𝑠
 
d) 525 
𝑚𝑇
𝑠
 
e) 700 
𝑚𝑇
𝑠
 
 
11. (Upe 2015) Uma barra metálica de massa 𝑚 = 250𝑔 
desliza ao longo de dois trilhos condutores, paralelos e 
horizontais, com uma velocidade de módulo 𝑣 = 2,0𝑚/𝑠. A 
distância entre os trilhos é igual a 𝐿 = 50𝑐𝑚, estando eles 
interligados por um sistema com dois capacitores ligados 
em série, de capacitância 𝐶1 = 𝐶2 = 6,0𝜇𝐹, conforme 
ilustra a figura a seguir: 
 
 
O conjunto está no vácuo, imerso em um campo de indução 
magnética uniforme, de módulo 𝐵 = 8,0𝑇, perpendicular ao 
plano dos trilhos. 
Desprezando os efeitos do atrito, calcule a energia elétrica 
armazenada no capacitor 𝐶1 em micro joules. 
 
a) 384 
b) 192 
c) 96 
d) 48 
e) 24 
 
12. (Acafe 2015) A principal aplicação da Indução 
Magnética, ou Eletromagnética, e a sua utilização na 
obtenção de energia. Podem-se produzir pequenas 𝑓. 𝑒. 𝑚. 
com um experimento bem simples. Considere uma espira 
quadrada com 0,4 𝑚 de lado que está totalmente imersa 
num campo magnético uniforme (intensidade 𝐵 = 5,0 𝑤𝑏/
𝑚2) e perpendicular as linhas de indução. Girando a espira 
até que ela fique paralela as linhas de campo. 
 
 
 
Sabendo-se que a espira acima levou 0,2 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠 para 
ir da posição inicial para a final, a alternativa correta que 
apresenta o valor em módulo da 𝑓. 𝑒. 𝑚. induzida na espira, 
em 𝑣𝑜𝑙𝑡𝑠, é: 
 
a) 1,6 
b) 8 
c) 4 
d) 0,16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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13. (Esc. Naval 2013) Analise a figura a seguir. 
 
 
O gráfico da figura acima registra a variação do fluxo 
magnético, 𝛷, através de uma bobina ao longo de 5 
segundos. Das opções a seguir, qual oferece o gráfico da 
f.e.m induzida, 𝜀, em função do tempo? 
a) 
b) 
c) 
d) 
e) 
 
 
14. (Fuvest 2018) Uma espira quadrada, de lado 𝐿, 
constituída por barras rígidas de material condutor, de 
resistência elétrica total 𝑅, se desloca no plano 𝑥𝑦 com 
velocidade �⃗� constante, na direção do eixo 𝑥. No instante 
𝑡 = 0, representado na figura, a espira começa a entrar em 
uma região do espaço, de seção reta quadrada, de lado 2𝐿, 
onde há um campo magnético �⃗⃗� perpendicular a �⃗�; a 
velocidade da espira é mantida constante por meio da ação 
de um agente externo. O campo �⃗⃗� é uniforme, constante e 
tem a direção do eixo 𝑧, entrando no plano 𝑥𝑦. 
 
 
 
a) A figura abaixo representa a situação para o instante 
𝑡1 =
𝐿
(2𝑣)
. Indique nessa figura o sentido da corrente 
elétrica 𝑖1 que circula pela espira e determine o seu valor. 
 
 
 
b) Determine a corrente 𝑖1 na espira para o instante 𝑡2 =
(3𝐿)
(2𝑣)
. 
c) Determine a força eletromagnética �⃗� (módulo, direção e 
sentido) que atua na espira no instante 𝑡3 =
(5𝐿)
(2𝑣)
. 
Note e adote: 
Força eletromotriz na espira parcialmente imersa no campo 
magnético: 𝜀 = 𝐿 𝐵 𝑣 
 
15. (Ita 2012) Considere uma espira com N voltas de área 
A, imersa num campo magnético �⃗⃗� uniforme e constante, 
cujo sentido aponta para dentro da página. A espira está 
situada inicialmente no plano perpendicular ao campo e 
possui uma resistência R. Se a espira gira 180° em torno do 
eixo mostrado na figura, calcule a carga que passa pelo 
ponto P. 
 
 
 
 
 
 
 
 
GABARITO 
 
1.B 2.09 3.D 4.C 5.26 6.A 
8.C 9.D 10. A 11. D 12.C 13.B