Lição de casa da aula: O Campo Magnético Devido a uma Corrente em um Solenóide Física

Nesta atividade, nós vamos praticar a calcular o campo magnético produzido por uma corrente em um solenóide.

Questão 1

Um comprimento de fio é enrolado em um solenoide com 𝑛 voltas de fio por milímetro. O fio carrega uma corrente constante 𝐼. Como resultado, um campo magnético de força 𝐵 pode ser medido no centro do solenoide. Qual das seguintes mudanças no sistema seria aumenta a intensidade do campo magnético no centro do solenoide, assumindo que todo o resto permaneça constante?

  • ADiminuindo o comprimento do solenoide removendo voltas do fio, mantendo 𝑛 constante
  • BDiminuindo 𝐼, a corrente no fio
  • CDiminuindo 𝑛, o número de voltas do fio por milímetro
  • DAumentando 𝐼, a corrente no fio
  • EAumentando o comprimento do solenoide adicionando voltas de fio, mantendo 𝑛 constante

Questão 2

Um solenoide é formado por um fio que carrega uma corrente constante de 0,16 A. O campo magnético no centro do solenoide é medido em 3,8×10 T. Calcule o número de voltas do fio por centímetro do comprimento do solenoide, arredondando para o número inteiro de voltas mais próximo. Use um valor de 4𝜋×10 T⋅m/A para 𝜇.

Questão 3

Um cabo com a forma de um solenóide S tem 400 espiras e um comprimento de 𝑙. A corrente em S é de 𝐼 e a intensidade do campo magnético produzido por S no seu centro é de 𝐵. Um segundo cabo é utilizado para formar um solenóide S que tem 150 espiras. S e S estão unidos um à extremidade do outro para formar um solenóide S. O espaço entre as espiras de S é ajustado até o comprimento de S ser de 𝑙 e as espiras de S estarem à mesma distância umas das outras. As espiras de S são iguais em raio às espiras de S. A corrente em S é 𝐼 e a intensidade do campo magnético produzido por S no seu centro é de 𝐵. Qual das seguintes opções descreve a relação entre 𝐵 e 𝐵?

  • A𝐵=𝐵
  • B𝐵=811𝐵
  • C𝐵=118𝐵
  • D𝐵=58𝐵
  • E𝐵=83𝐵

Questão 4

Um solenoide tem um comprimento 𝑙 e consiste em 𝑁 voltas de fio. O fio carrega uma corrente constante 𝐼. Qual das seguintes relações descreve a força do campo magnético 𝐵 no centro do solenoide?

  • A𝐵𝑁𝐼𝑙
  • B𝐵𝑁𝐼𝑙
  • C𝐵𝑙𝑁𝐼
  • D𝐵𝑁𝐼𝑙
  • E𝐵𝑙𝑁𝐼

Questão 5

Um cabo que transporta uma corrente constante de 0,15 A é moldado num solenóide com 11 espiras por centímetro. Calcule a intensidade do campo magnético no centro do solenóide. Apresente a resposta em teslas, escrito em notação científica com uma casa decimal. Utilize o valor de 4𝜋×10 T⋅m/A para 𝜇.

  • A1,4×10 T
  • B2,1×10 T
  • C3,1×10 T
  • D9,2×10 T
  • E3,1×10 T

Questão 6

Um solenóide é formado por um cabo comprido que transporta uma corrente constante 𝐼. O solenóide tem 430 espiras de cabo por metro. O campo magnético no centro do solenóide é medido ser de 3,2×10 T. Calcule a corrente, 𝐼, em ampéres. Apresente a resposta com 1 casa decimal. Utilize 𝜇=4𝜋×10/TmA.

Questão 7

Um cabo que transporta uma corrente constante de 0,9 A é moldada para formar um solenóide de comprimento 310 mm. A intensidade do campo magnético no centro do solenóide é medido ser de 7,7×10 T. Calcule o número de espiras utilizado para formar o solenóide, dando a resposta como um número inteiro de espiras. Utilize o valor de 4𝜋×10 T⋅m/A para 𝜇.

Questão 8

Um solenoide tem um comprimento de 3,2 cm e consiste em 90 voltas de fio. O fio carrega uma corrente constante de 1,2 A. Calcule a força do campo magnético no centro do solenoide. Dê sua resposta em teslas expressa em notação científica com uma casa decimal. Use um valor de 4𝜋×10 T⋅m/A para 𝜇.

  • A5,2×10 T
  • B4,2×10 T
  • C1,4×10 T
  • D4,7×10 T
  • E1,3×10 T

Questão 9

Um solenoide formado a partir de um comprimento de fio tem 80 voltas. O solenoide carrega uma corrente constante de 13 A e a força do campo magnético produzido é medida para ser 7,3×10 T em seu centro. Calcule o comprimento do solenoide, dando sua resposta ao centímetro mais próximo. Use um valor de 4𝜋×10 T⋅m/A para 𝜇.

Questão 10

Um solenoide é formado por 35 voltas de fio ao longo de um comprimento de 42 mm. O campo magnético no centro do solenoide é medido para ser 4,9×10 T. Calcule a corrente no fio. Dê sua resposta em amperes com 2 casas decimais. Use um valor de 4𝜋×10 T⋅m/A para 𝜇.

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