Questão 20
AFA 2010
(AFA - 2010)
Considere um campo magnético uniforme de intensidade B e um condutor metálico retilíneo deslocando-se com velocidade vetorial constante , perpendicularmente às linhas desse campo, conforme a figura abaixo.
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Sobre a situação descrita acima, são feitas as seguintes afirmações:
I) A separação de cargas nas extremidades do condutor dá origem a um campo elétrico que exerce sobre os portadores de carga uma força elétrica
.
II) A força elétrica , que surge devido a separação de cargas no condutor, tende a equilibrar a ação da força magnética
exercida pelo campo magnético uniforme.
III) O campo elétrico , que surge devido a separação de cargas no condutor, dá origem a uma força eletromotriz
,que é a diferença de potencial nas extremidades do condutor.
São corretas
somente I e II.
somente I e III.
somente II e III.
I, II e III.
Gabarito:
I, II e III.
Resolução:
I. CORRETA
Utilizando a regra da mão esquerda, é possível notar que os elétrons do condutor sofrem uma força magnética direcionada para cima no plano da figura, deixando um déficit de cargas negativas na extremidade inferior, ou seja, uma concentração de cargas positivas. Essa movimentação inicial dos elétrons gera uma polarização do condutor, com isso, surge uma diferença de potencial, a força eletromotriz induzida (ε), assim, há o surgimento de um campo elétrico ao longo do condutor, apontando de baixo para cima na figura, que exercerá sobre os portadores de carga q uma força elétrica definida por:
.
II. CORRETA
Por causa da polarização do condutor, a força elétrica sobre os elétrons é direcionada para baixo, pois eles passam a ser atraídos também pela maior densidade de cargas positivas na extremidade inferior. Esta força é oposta à força magnética e tende a equilibrá-la conforme a diferença de potencial aumenta.
III. CORRETA
No momento em que a força eletromotriz induzida aumenta o suficientemente, a força elétrica equilibrará a força magnética, assim, temos:
Mas , em que L é o tamanho do condutor, logo: