PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 94 (CFS 2) da EEAR 2021

CFS 2 · Física: Campo magnético: ímãs e correntes

– Considere duas espiras A e B, coplanares e concêntricas, de raios R e R/4, respectivamente. A espira A é percorrida por uma corrente elétrica i, no sentido horário, enquanto a espira B é percorrida por uma corrente elétrica de valor 2i, no sentido anti-horário. Sobre o campo magnético no centro das espiras, é correto afirmar que terá intensidade

Duas espiras circulares coplanares e concêntricas, A (externa) e B (interna). A espira A tem corrente i no sentido horário, indicada por uma seta. A espira B tem corrente 2i no sentido anti-horário, indicada por uma seta.

  1. A
    nula.
  2. B
    \frac{7\mu_0\text{i}}{2\text{R}} saindo do plano da página.
  3. C
    \frac{9\mu_0\text{i}}{2\text{R}} entrando no plano da página.
  4. D
    \frac{15\mu_0\text{i}}{2\text{R}} saindo do plano da página.
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Resolução comentada

O campo no centro de uma espira circular de raio r com corrente I vale B=\frac{\mu_0 I}{2r}. Pela regra da mão direita, corrente horária gera campo entrando no plano da página e corrente anti-horária gera campo saindo dele.

  1. Espira A (raio R, corrente i, horária): B_A=\frac{\mu_0 i}{2R}, entrando no plano.

  2. Espira B (raio R/4, corrente 2i, anti-horária): B_B=\frac{\mu_0 (2i)}{2\cdot R/4}=\frac{8\mu_0 i}{2R}, saindo do plano.

  3. Os campos têm sentidos opostos, então subtraímos e o sentido resultante é o do maior (o de B):

B=B_B-B_A=\frac{8\mu_0 i}{2R}-\frac{\mu_0 i}{2R}=\frac{7\mu_0 i}{2R}

O campo resultante tem intensidade \frac{7\mu_0 i}{2R} e sai do plano da página.

Alternativa B.

Pegadinha: A alternativa C engana quem soma os módulos (8+1=9) ignorando que os sentidos das correntes são opostos.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AOs campos têm sentidos opostos, mas intensidades diferentes (8 contra 1), então não se anulam.
  • CSoma as intensidades (8+1) em vez de subtrair, e ainda dá o sentido errado.
  • DValor 15 não corresponde a nenhuma combinação correta; vem de erro no cálculo do campo de B.

Assunto: Campo magnético: ímãs e correntes.

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Ver como caiu na prova Questão 94 no caderno CFS 2 da EEAR 2021

Fonte: EEAR 2021 · CFS 2. Prova oficial ↗