Propriedades dos Ímãs

Lista de 10 exercícios de Física com gabarito sobre o tema Propriedades dos Ímãs com questões de Vestibulares.


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01. (Unesp) Um ímã em forma de barra, com seus polos Norte e Sul, é colocado sob uma superfície coberta com partículas de limalha de ferro, fazendo com que elas se alinhem segundo seu campo magnético. Se quatro pequenas bússolas, 1, 2, 3 e 4, forem colocadas em repouso nas posições indicadas na figura, no mesmo plano que contém a limalha, suas agulhas magnéticas orientam-se segundo as linhas do campo magnético criado pelo ímã.

Desconsiderando o campo magnético terrestre e considerando que a agulha magnética de cada bússola seja representada por uma seta que se orienta na mesma direção e no mesmo sentido do vetor campo magnético associado ao ponto em que ela foi colocada, assinale a alternativa que indica, correta e respectivamente, as configurações das agulhas das bússolas 1, 2, 3 e 4 na situação descrita.

Resposta: C

Resolução:

02. (ACAFE) Um mágico utiliza três caixas idênticas (figura abaixo) para realizar um truque em que adivinha em qual das caixas está uma bola de ferro comum. Para isso, coloca a mão sobre as caixas e, depois de toda encenação, adivinha a caixa certa.

O truque é simples. Ele tem escondido na sua luva um ímã que atrai a bola de metal ao se aproximar dela. Com a sensação da força de atração em sua mão, ele adivinha a caixa em que a bola está.

Com base no exposto, assinale a alternativa que completa, corretamente, as lacunas da frase a seguir.

A força entre o ímã e a bola de metal, sentida pelo mágico, é de origem __________ e a sua intensidade depende, dentre outras coisas, da ____________. Se invertermos os polos do ímã que está na mão do mágico, a força entre o ímã e a bola de metal ____________.

  1. elétrica - da força normal - não se altera.
  2. magnética - distância entre eles - não se altera.
  3. elétrica - distância entre eles - diminui.
  4. magnética - da força normal - diminui.

Resposta: B

Resolução:

03. (EAM) Os ímãs são corpos que geram campo magnético e as observações de fenômenos relacionados ao magnetismo ocorrem desde a Antiga Grécia. Sobre as propriedades dos imãs, analise as afirmativas a seguir.

I- Quando há dois ímãs, é correto afirmar que seus polos magnéticos de mesmo nome (norte e norte ou sul e sul) se repelem.

II- Quando um Imã é dividido ao meio, obtêm-se dois outros imãs, cada um com seus próprios polos norte e sul.

III- Em um imã, existem cargas magnéticas positivas e negativas, separadas por uma distância igual ao comprimento do ímã.

Marque a opção correta.

  1. Apenas a afirmativa I é verdadeira.
  2. Apenas a afirmativa II é verdadeira.
  3. Apenas as afirmativas I e III são verdadeiras.
  4. Apenas as afirmativas I e II são verdadeiras.
  5. Apenas as afirmativas II e III são verdadeiras.

Resposta: D

Resolução:

04. (UEA) A figura 1 mostra um ímã cilíndrico, seus dois polos magnéticos, Norte e Sul, e seu eixo de simetria, AB. Esse ímã é cortado em dois pedaços por um plano α, perpendicular ao eixo AB, conforme a figura 2.

Sobre esse ímã, pode-se afirmar que:

  1. se uma partícula eletrizada for colocada em repouso próxima ao ímã, será atraída por ele, independentemente do sinal da carga da partícula.
  2. com o corte pelo plano α, é possível separar os polos magnéticos Norte e Sul.
  3. uma partícula eletrizada negativamente, colocada em repouso sobre o eixo AB, será atraída por ele se estiver próxima ao polo Norte e repelida se estiver próxima ao polo Sul.
  4. após o corte pelo plano α, os polos magnéticos do ímã só continuarão a existir se ele for dividido exatamente em duas metades.
  5. em qualquer ponto do eixo AB, o vetor campo magnético gerado por ele apresenta a mesma direção e o mesmo sentido.

Resposta: E

Resolução:

05. (EEAR) Em um laboratório de Física, um estudante analisa o comportamento de três lâminas metálicas quando aproximadas de um ímã.

1 – A lâmina 1 não é atraída por nenhum polo do ímã.

2 – A lâmina 2 é atraída pelos dois polos do ímã.

3 – A lâmina 3 tem uma das suas extremidades atraída pelo polo norte e repelida pelo polo sul, enquanto a outra extremidade é atraída pelo polo sul e repelida pelo polo norte

Com base nessas observações, o estudante fez quatro afirmações.

Assinale a alternativa que possui a afirmação fisicamente incorreta.

  1. A lâmina 1 não é feita de material ferromagnético.
  2. A lâmina 2 é feita de material ferromagnético, mas não está imantada.
  3. A lâmina 2 é feita de material ferromagnético, e está imantada.
  4. A lâmina 3 é feita de material ferromagnético, e está imantada.

Resposta: C

Resolução:

06. (EEAR) Entre as substâncias magnéticas, aquelas que ao serem colocadas próximas a um imã, cujo campo magnético é intenso, são repelidas por ambos os polos do imã, são classificadas como

  1. diamagnéticas.
  2. paramagnéticas.
  3. ferromagnéticas.
  4. imãs permanentes.

Resposta: A

Resolução:

07. (UNICID) Um determinado material, quando é submetido a um campo magnético externo, de intensidade crescente, possui uma resposta que varia conforme sua natureza magnética.

Três são os tipos de natureza magnética:

• Ferromagnético: o magnetismo interno também aumenta proporcionalmente ao aumento do campo externo, até atingir um valor máximo, denominado campo de saturação;

• Paramagnético: o campo interno também aumenta até um limite, mas em intensidade menor do que no ferromagnético;

• Diamagnético: o campo interno se opõe ao externo.

O gráfico representa uma curva de magnetização de três materiais, 1, 2 e 3, submetidos a um campo magnético H e a variação do campo interno B, de cada material, em função de H.

  1. diamagnético, ferromagnético e paramagnético.
  2. paramagnético, ferromagnético e diamagnético.
  3. ferromagnético, paramagnético e diamagnético.
  4. paramagnético, diamagnético e ferromagnético.
  5. diamagnético, paramagnético e ferromagnético.

Resposta: E

Resolução:

A curva 1 representa o comportamento de um material ferromagnético. O campo interno aumenta proporcionalmente ao campo externo, até atingir um valor máximo, denominado campo de saturação.

A curva 2 representa o comportamento de um material paramagnético. O campo interno também aumenta com o campo externo, mas em intensidade menor do que no material ferromagnético.

A curva 3 representa o comportamento de um material diamagnético. O campo interno é oposto ao campo externo.

Portanto, a ordem correta dos materiais, de acordo com sua natureza magnética, é:

Ferromagnético

Paramagnético

Diamagnético

Aqui está uma explicação mais detalhada:

Ferromagnético: A curva 1 é uma linha reta que passa pela origem. Isso indica que o campo interno aumenta proporcionalmente ao campo externo. O fato de a curva atingir um valor máximo indica que o material atingiu o campo de saturação.

Paramagnético: A curva 2 é uma linha reta que não passa pela origem. Isso indica que o campo interno aumenta com o campo externo, mas em intensidade menor do que no material ferromagnético.

Diamagnético: A curva 3 é uma linha reta que tem uma inclinação negativa. Isso indica que o campo interno é oposto ao campo externo.

As alternativas (A), (B) e (D) estão incorretas porque:

A alternativa (A) está incorreta porque a curva 3 representa um material diamagnético, não ferromagnético.

A alternativa (B) está incorreta porque a curva 1 representa um material ferromagnético, não paramagnético.

A alternativa (D) está incorreta porque a curva 2 representa um material paramagnético, não diamagnético.

08. (IFSulDeMinas) O Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) é um grande laboratório financiado, principalmente, pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI) e utilizado para a pesquisa em materiais, localizado na cidade de Campinas, interior do estado de São Paulo. Nesse laboratório, elétrons atingem altas velocidades no interior de tubos selados a vácuo, tendo sua trajetória retilínea desviada pela ação da força magnética proporcionada por eletroímãs, para que a radiação síncrotron emitida durante a nova trajetória curvilínea dessas partículas negativamente carregadas seja utilizada nos experimentos. Considere um fluxo de elétrons injetados em um tubo, conforme o esquema da figura.

Ao atravessar a região sob influência dos polos Norte (N) e Sul (S) magnéticos do eletroimã, os elétrons serão desviados:

  1. para cima, em relação ao plano da página;
  2. para baixo, em relação ao plano da página;
  3. para esquerda;
  4. para direita.

Resposta: A

Resolução:

De acordo com a regra da mão direita, a força magnética aplicada a uma carga elétrica que se move em um campo magnético é perpendicular ao campo magnético e à velocidade da carga. No caso dos elétrons, que são negativamente carregados, a força magnética é dirigida para o lado oposto ao campo magnético.

Na figura, os elétrons estão se movendo para a direita, em direção ao polo norte do eletroímã. O campo magnético do eletroímã está saindo do polo sul e entrando no polo norte. Portanto, a força magnética aplicada aos elétrons é dirigida para cima, em relação ao plano da página.

Assim, a resposta correta é a (A).

Explicação detalhada

A força magnética aplicada a uma carga elétrica que se move em um campo magnético é dada pela seguinte equação:

F = q * v * B * sen θ

Onde:

F é a força magnética (em N);

q é a carga elétrica da partícula (em C);

v é a velocidade da partícula (em m/s);

B é a intensidade do campo magnético (em T);

θ é o ângulo entre o campo magnético e a velocidade da partícula.

No caso dos elétrons, que são negativamente carregados, a força magnética é dirigida para o lado oposto ao campo magnético. Portanto, no caso da figura, a força magnética aplicada aos elétrons é dirigida para cima, em relação ao plano da página.

A regra da mão direita pode ser usada para determinar a direção da força magnética aplicada a uma carga elétrica que se move em um campo magnético. Para isso, siga os seguintes passos:

Coloque o polegar da mão direita na direção do campo magnético.

Coloque os dedos da mão direita na direção do movimento da carga elétrica.

A força magnética é perpendicular aos dedos e ao polegar, e aponta na direção do dedo médio.

Aplicando a regra da mão direita no caso da figura, temos:

Dedo polegar: direção do campo magnético (saindo do polo sul e entrando no polo norte).

Dedos da mão: direção do movimento dos elétrons (para a direita).

Dedo médio: direção da força magnética (para cima, em relação ao plano da página).

09. (UECE) A combustão da parafina de uma vela produz gás carbônico e vapor d’água. O livro A História Química de uma Vela, escrito por Michel Faraday (1791-1867) relata experiências relacionadas ao comportamento da chama diante de um campo magnético. Colocada entre polos opostos de um imã, a chama sofre um alongamento para cima por conta do(a)

  1. efeito termoiônico sobre o material da vela.
  2. paramagnetismo dos produtos da combustão.
  3. diamagnetismo dos produtos da combustão.
  4. repulsão dos fótons produzidos pela vela.

Resposta: C

Resolução: Quando a chama de uma vela é colocada entre polos opostos de um ímã, ela sofre um alongamento para cima devido ao diamagnetismo dos produtos da combustão.

O diamagnetismo é uma propriedade de materiais que produzem um fraco campo magnético oposto à direção do campo magnético externo, resultando em uma repulsão dos materiais diamagnéticos em relação ao campo magnético. Nesse caso, os produtos da combustão atuam como materiais diamagnéticos e se afastam dos polos magnéticos, alongando a chama para cima.

10. (IFSP) Um professor de Física mostra aos seus alunos 3 barras de metal AB, CD e EF que podem ou não estar magnetizadas. Com elas, faz três experiências que consistem em aproximá-las e observar o efeito de atração e/ou repulsão, registrando-o na tabela a seguir.

Após o experimento e admitindo que cada letra pode corresponder a um único polo magnético, seus alunos concluíram que:

  1. somente a barra CD é ímã.
  2. somente as barras CD e EF são ímãs.
  3. somente as barras AB e EF são ímãs.
  4. somente as barras AB e CD são ímãs.
  5. AB, CD e EF são ímãs.

Resposta: B

Resolução:

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