Lição de casa da aula: Movimento de Partículas Carregadas em Campos Magnéticos Uniformes Combinados e Elétricos Física • 9º Ano

Nesta atividade, nós vamos praticar a analisar o movimento de partículas carregadas em campos elétricos e magnéticos uniformes dirigidos perpendicularmente.

Q1:

Um eletrão é libertado do centro de um ciclotrão que tem um campo magnético de 2,75 T. Determine a frequência de oscilação do campo elétrico do ciclotrão. Utilize 9,11×10 kg para o valor da massa do eletrão e 1,60×10 C para o valor da carga do eletrão.

  • A1,30×10 Hz
  • B7,69×10 Hz
  • C5,09×10 Hz
  • D9,12×10 Hz
  • E2,62×10 Hz

Q2:

Um eletrão está no centro de um ciclotrão num instante em que os arredores do ciclotrão estão carregados, como se mostra no diagrama.

Qual das forças apresentadas no diagrama se deve ao campo elétrico do ciclotrão?

  • A𝐹
  • B𝐹
  • C𝐹
  • D𝐹

Qual das forças apresentadas no diagrama se deve ao campo magnético ciclotrão?

  • A𝐹
  • B𝐹
  • C𝐹
  • D𝐹

Q3:

Um eletrão é libertado do centro de um ciclotrão. No instante em que o eletrão é introduzido, a região à direita do ciclotrão tem carga negativa. O eletrão é, porventura, ejetado do ciclotrão do ponto 𝑃, como se mostra no diagrama. Em qual das direções o eletrão ejetado se move?

  • ADireção I
  • BDireção II

Q4:

Uma partícula com carga positiva move-se numa região que contém duas placas carregadas a 2,5 mm de distância uma da outra que criam um campo elétrico uniforme. Um campo magnético uniforme que tem uma direção perpendicular ao campo elétrico existe entre as placas, como se mostra no diagrama. A força do campo magnético é 275 mT. A partícula move-se na região ao longo de uma trajetória em linha reta que é paralela à placa com carga negativa e a uma distância de 1,25 mm dela. Determine a velocidade da partícula ao longo da sua trajetória. Apresente a resposta com dois algarismos significativos.

  • A9,7×10 m/s
  • B4,2×10 m/s
  • C79×10 m/s
  • D9,2×10 m/s
  • E8,9×10 m/s

Q5:

Os íons são emitidos de uma fonte para uma região entre placas paralelas com carga oposta 5,00 cm separadas. As placas paralelas estão dentro de um campo magnético uniforme direcionado para fora do plano do diagrama mostrado. A força do campo magnético é 136 mT. Íons viajando paralelamente às placas em velocidade 𝑣 saem da região entre as placas e seguem um caminho curvo que termina em um detector. O caminho curvo descreve um semicírculo de raio 𝑟=1,28m e o detector está localizado à distância 𝑑=2𝑟 do ponto onde os íons deixam a região entre as placas paralelas. Os íons têm uma carga de 3,20×10 C e uma massa de 5,27×10 kg. Encontre a diferença de potencial entre as placas carregadas. Responda a três algarismos significativos.

Q6:

Uma partícula carregada positivamente se move através de uma região que contém duas placas carregadas 30 cm além disso, criam um campo elétrico uniforme. Um campo magnético uniforme que tem uma direção perpendicular ao campo elétrico existe entre as placas, conforme mostrado no diagrama. A partícula se move pela região ao longo de um caminho reto que é paralelo à placa carregada negativamente. A velocidade da partícula ao longo de seu caminho é 240 m/s.

Qual é a força do campo magnético? Responda a dois algarismos significativos.

Se a intensidade do campo magnético for alterada para 500 mT, que velocidade a partícula precisaria ter para passar pela região sem ser defletida?

Q7:

Iões são emitidos de uma fonte para uma região entre placas de cargas opostas paralelas a 10,0 cm de distância uma da outra. As placas paralelas estão dentro de um campo magnético uniforme orientado para fora do plano do diagrama. A diferença de potencial entre as placas é de 245 V e a intensidade do campo magnético é de 12,5 mT. Os iões que viajam paralelos às placas a uma velocidade 𝑣 saem da região entre as placas e, em seguida, seguem uma trajetória curva que termina no detetor. A trajetória curva descreve uma semicircunferência de raio 𝑟 e o detetor está localizado a uma distância 𝑑=2𝑟 do ponto em que os iões saem da região entre as placas paralelas. Os iões têm uma carga de 3,20×10 C e uma massa de 2,17×10 kg. Determine a distância 𝑑. Apresente a resposta com três algarismos significativos.

Q8:

Os íons são emitidos de uma fonte para uma região entre paralelas, com placas de carga oposta 7,50 cm separadas. As placas paralelas estão dentro de um campo magnético uniforme direcionado para fora do plano do diagrama mostrado. A diferença de potencial entre as placas é 895 V. Íons viajando paralelamente às placas com velocidade 𝑣 saem da região entre as placas e seguem um caminho curvo que termina em um detector. O caminho curvo descreve um semicírculo de raio 𝑟=752mm e o detector está localizado à distância 𝑑=2𝑟 do ponto onde os íons deixam a região entre as placas paralelas. Os íons têm uma carga de 3,20×10 C e uma massa de 4,39×10 kg. Encontre a força do campo magnético. Responda a três algarismos significativos.

Q9:

Uma tira metálica condutora com uma espessura de 𝑑=2,2mm está num campo magnético uniforme com uma intensidade de 712 mT. Uma corrente de 892 mA é mantida na tira, perpendicular à direção do campo magnético, como se mostra no diagrama. Os lados da tira perpendiculares à corrente e ao campo magnético têm carga e têm potenciais 𝑉 e 𝑉. A diferença Δ𝑉 entre 𝑉 e 𝑉 é de 0,092 µV. Determine a densidade elétrica de condução do metal do qual a tira é composta. Utilize 1,6×10 C para o valor da carga de um eletrão. Apresente a resposta com dois algarismos significativos.

  • A2,0×10 m−3
  • B6,2×10 m−3
  • C2,0×10 m−3
  • D4,0×10 m−3
  • E4,0×10 m−3

Q10:

Uma faixa condutora de prata com espessura de 𝑑=1,8mm está em um campo magnético uniforme. Uma corrente de 1,4 A é mantida através da faixa, perpendicular à direção do campo magnético, conforme mostrado no diagrama. Os lados das tiras perpendiculares à corrente e ao campo magnético são carregados e têm os potenciais 𝑉 e 𝑉. A diferença Δ𝑉 entre 𝑉 e 𝑉 é 0,062 µV. Encontre a força do campo magnético. Use 1,6×10 C para o valor de carga do elétron e 5,8×10 m−3 para a densidade de elétrons de condução da prata.

Esta lição inclui 3 perguntas adicionais para assinantes.

A Nagwa usa cookies para garantir que você tenha a melhor experiência em nosso site. Saiba mais sobre nossa Política de privacidade.