PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 63 (CFS 2) da EEAR 2025

CFS 2 · Física: Indução eletromagnética e transformadores

– Uma barra metálica condutora xy, de resistência elétrica desprezível e comprimento de 50\text{ cm}, move-se com velocidade constante \vec{\mathbf{v}} sobre condutores ideais fechando o circuito elétrico. Perpendicularmente ao plano dos condutores tem-se um campo magnético uniforme (\vec{\mathbf{B}}) de intensidade igual a 10^{-2}\text{ T}. Sabendo-se que o resistor ôhmico R tem valor de 5\ \Omega e o amperímetro ideal registra uma corrente elétrica de intensidade 0{,}25\text{ mA}, pode-se concluir, corretamente, que a barra se desloca com uma velocidade constante de intensidade igual a _____ \text{m/s} e que a corrente que circula no circuito apresenta sentido __________.

Circuito elétrico sobre trilhos condutores paralelos horizontais imersos em um campo magnético uniforme que aponta para fora do plano (símbolo de ponto circulado, rotulado como vetor B). O lado esquerdo do circuito contém um resistor R em série com um amperímetro A. A barra condutora móvel xy fecha o circuito perpendicularmente aos trilhos e move-se para a direita com velocidade constante representada pelo vetor v.

  1. A
    0,5; horário
  2. B
    0,25; horário
  3. C
    5,0; anti-horário
  4. D
    0,25; anti-horário
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Resolução comentada

A barra se move dentro de um campo magnético, então aparece uma força eletromotriz induzida (movimental): \varepsilon = B\,L\,v. Pela lei de Ohm, \varepsilon = R\,i.

  1. Dados em unidades do SI: L = 0{,}5\ \text{m}, B = 10^{-2}\ \text{T}, R = 5\ \Omega, i = 0{,}25\ \text{mA} = 2{,}5\times10^{-4}\ \text{A}.
  2. FEM: \varepsilon = R\,i = 5 \cdot 2{,}5\times10^{-4} = 1{,}25\times10^{-3}\ \text{V}.
  3. Velocidade: v = \dfrac{\varepsilon}{B L} = \dfrac{1{,}25\times10^{-3}}{10^{-2}\cdot 0{,}5} = \dfrac{1{,}25\times10^{-3}}{5\times10^{-3}} = 0{,}25\ \text{m/s}.

Sentido da corrente: ao mover a barra para a direita, a área do circuito (à esquerda da barra) aumenta, e o fluxo para fora do plano cresce. Pela lei de Lenz, a corrente induzida cria um campo que se opõe a esse aumento, ou seja, um campo entrando no plano. Campo entrando no plano é produzido por corrente em sentido horário.

Conferindo pela força magnética: nos portadores positivos da barra, \vec{F} = q\,\vec{v}\times\vec{B} com \vec v para a direita (+x) e \vec B para fora (+z): \hat x \times \hat z = -\hat y, ou seja, para baixo. A corrente na barra vai de x para y (de cima para baixo), sobe pelo lado esquerdo do circuito e volta por cima até x: sentido horário.

Portanto, v = 0{,}25\ \text{m/s} e a corrente é horária.

Alternativa B.

Pegadinha: A alternativa D engana quem acerta a velocidade, mas inverte o sentido da corrente por confundir o campo induzido, que deve se opor ao aumento do fluxo para fora.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AVelocidade 0,5 m/s sai de esquecer o fator do comprimento ou errar a conta; a corrente horária está certa, mas a velocidade não.
  • CVelocidade 5,0 m/s é erro de potência de dez e o sentido anti-horário contraria a lei de Lenz (o fluxo para fora aumenta).
  • DA velocidade 0,25 m/s está certa, mas o sentido anti-horário ignora a lei de Lenz.

Assunto: Indução eletromagnética e transformadores.

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Fonte: EEAR 2025 · CFS 2. Prova oficial ↗