Fuvest · Física

Questões de Eletromagnetismo da Fuvest

10 questões oficiais da Fuvest sobre Eletromagnetismo, de 2007 a 2025, com gabarito e resolução comentada. Dificuldade estimada: 1 fácil, 6 médias, 3 difíceis.

Treine Eletromagnetismo com 10 questões da Fuvest

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6 questões de Eletromagnetismo resolvidas

Questão 1 · Fuvest 2025 · Questão 23média

Considere o texto a seguir.

The Event Horizon Telescope Collaboration.

“Com observações feitas pela primeira vez em luz polarizada, a nova imagem do buraco negro que se esconde no coração da Via Láctea revelou um campo magnético com uma estrutura muito semelhante à de outro buraco negro situado no centro da galáxia M87, sugerindo que campos magnéticos intensos podem ser comuns a todos os buracos negros.

A luz é uma onda eletromagnética que nos permite ver objetos. Por vezes, os campos elétrico e magnético associados à onda oscilam em direções preferenciais, definindo o que chamamos de luz polarizada. Apesar de estarmos rodeados por luz polarizada, aos olhos humanos essa luz é indistinguível da luz dita ‘normal’. No plasma que rodeia estes buracos negros, as partículas que giram em torno das linhas de campo magnético conferem-lhe um padrão de polarização com orientação na direção perpendicular ao campo magnético do buraco negro, o que permite aos astrônomos ver com muitos detalhes o que se passa nas regiões dos buracos negros e mapear as suas linhas de campo magnético.”

“Astrônomos descobrem campos magnéticos em espiral nas bordas de buraco negro da Via Láctea”, Jornal da USP 29/03/2024. Disponível em https://jornal.usp.br/ciencias/ (Adaptado).

Com base no texto e em seus conhecimentos, é correto afirmar:

A
A medida do padrão de polarização da luz mencionada no texto permite somente o mapeamento das linhas de campos magnéticos na direção paralela à direção da polarização.
B
O olho humano pode discriminar as diferentes direções da luz polarizada dos buracos negros, mapeando suas linhas de campo.
C
Campos magnéticos como os mencionados no texto são criados apenas por cargas elétricas em repouso no plasma que rodeia os buracos negros.
D
O plasma é formado por partículas eletricamente carregadas, dado que essas partículas exibem um movimento circular perpendicular à direção do campo magnético.
E
O processo de mapeamento das linhas de campo magnético mencionado no texto pode ser realizado por meio da detecção de qualquer tipo de onda eletromagnética gerada em buracos negros.

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Gabarito: D

O texto diz que, no plasma, "as partículas que giram em torno das linhas de campo magnético" produzem o padrão de polarização.

Um campo magnético só exerce força sobre cargas elétricas em movimento (força magnética, F = q × v × B × sen θ). Quando a velocidade é perpendicular ao campo, essa força faz a partícula descrever um movimento circular. Se as partículas giram em torno das linhas de campo, elas têm carga elétrica: o plasma é um gás de partículas carregadas (íons e elétrons).

A: o texto diz que a polarização é perpendicular ao campo e que ela permite mapear as linhas; não há restrição "somente paralela".
B: o texto afirma que, aos olhos humanos, a luz polarizada é indistinguível da "normal".
C: campos magnéticos são criados por cargas em movimento (correntes), não em repouso.
E: o mapeamento depende da luz polarizada por esse mecanismo, não de qualquer onda.

Resposta: D

Dica: carga parada gera só campo elétrico; carga em movimento gera campo magnético e sofre força magnética.

Questão 2 · Fuvest 2024 · Questão 42média

Considere os textos a seguir sobre o campo magnético terrestre, essencial para a manutenção da vida no planeta:

“O campo magnético é o resultado do movimento do ferro líquido que envolve o núcleo interno do planeta, formado de ferro sólido. Ao girar a uma velocidade maior que aquela da superfície, o ferro líquido produz um campo magnético com dois polos magnéticos opostos, próximos aos polos Norte e Sul geográficos.”⁽¹⁾

“O campo magnético do planeta, porém, não é estável e vem enfraquecendo continuamente desde pelo menos 1832, quando o físico e matemático alemão Carl Friedrich Gauss aferiu pela primeira vez sua intensidade. De lá para cá, medições mais frequentes e precisas confirmam que a intensidade diminui à taxa de 17 nanoteslas (nT) por ano – o campo tem 66 mil nT nos polos e 22 mil nT sobre uma faixa do hemisfério Sul que vai da África à América do Sul.”⁽²⁾

Fontes: (1) O norte da questão, Revista Pesquisa FAPESP, junho de 2018. Adaptado. (2) Uma falha no campo magnético da Terra passeia sobre o Brasil, Revista Pesquisa FAPESP, maio de 2021.

Com base nos textos e na figura apresentados e nos seus conhecimentos, é correto afirmar que:

A
A variação da intensidade do campo magnético terrestre ao longo da linha do Equador é menor do que 10⁻⁶ T.
B
O campo magnético terrestre é constante em módulo ao longo do meridiano de Greenwich.
C
O campo magnético terrestre é uniforme e esférico, tal como o campo gerado por um dipolo magnético.
D
Embora atualmente o campo magnético terrestre tenha intensidade maior nas regiões dos polos, esta é consideravelmente menor na região do Brasil e adjacências.
E
A geração do campo magnético é naturalmente explicada por uma distribuição estática de cargas no núcleo interno do planeta.

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Gabarito: D

O segundo texto informa: o campo tem cerca de 66 mil nT nos polos e só 22 mil nT na faixa do hemisfério Sul entre a África e a América do Sul. No mapa, a mancha azul (20.000 a 30.000 nT) cobre o Brasil e o Atlântico Sul; é a chamada Anomalia Magnética do Atlântico Sul. Isso confirma a alternativa D.

As outras:
- A: no Equador o mapa vai de cerca de 25.000 nT (Brasil) a mais de 40.000 nT (Ásia). A variação passa de 15.000 nT = 1,5 × 10⁻⁵ T, maior que 10⁻⁶ T.
- B: ao longo do meridiano de Greenwich as cores mudam de vermelho (norte) a azul (sul da África); o módulo varia.
- C: o próprio mapa mostra que o campo não é uniforme.
- E: o texto 1 diz que o campo vem do movimento do ferro líquido (correntes), não de cargas paradas.

Resposta: D

Dica: lembre que 1 nT = 10⁻⁹ T; converta antes de comparar ordens de grandeza.

Questão 3 · Fuvest 2017 · Questão 61média

As figuras representam arranjos de fios longos, retilíneos, paralelos e percorridos por correntes elétricas de mesma intensidade. Os fios estão orientados perpendicularmente ao plano desta página e dispostos segundo os vértices de um quadrado. A única diferença entre os arranjos está no sentido das correntes: os fios são percorridos por correntes que entram (⊗) ou saem (⊙) do plano da página.

O campo magnético total é nulo no centro do quadrado apenas em

A
I.
B
II.
C
I e II.
D
II e III.
E
III e IV.

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Gabarito: D

Todos os fios estão à mesma distância do centro e têm a mesma corrente, logo produzem campos de mesmo módulo. Analise os fios em pares de vértices opostos (diagonais):

Correntes no mesmo sentido em vértices opostos: no centro, os campos têm sentidos opostos e se anulam.
Correntes em sentidos opostos: os campos se somam.

I: diagonal sup. esq. (⊗) e inf. dir. (⊙) têm sentidos opostos → campos somam. Não nulo.

II: sup. esq. (⊙) e inf. dir. (⊙) iguais; sup. dir. (⊗) e inf. esq. (⊗) iguais. Os dois pares se anulam. Nulo.

III: os quatro fios ⊗; os dois pares se anulam. Nulo.

IV: sup. esq. (⊗) e inf. dir. (⊙) opostos → somam. Não nulo.

Resposta: D (II e III).

Dica: em arranjos simétricos, agrupe as fontes em pares opostos ao ponto; se cada par se anula, o total é zero.

Questão 4 · Fuvest 2014 · Questão 21difícil

Partículas com carga elétrica positiva penetram em uma câmara em vácuo, onde há, em todo seu interior, um campo elétrico de módulo E e um campo magnético de módulo B, ambos uniformes e constantes, perpendiculares entre si, nas direções e sentidos indicados na figura. As partículas entram na câmara com velocidades perpendiculares aos campos e de módulos v₁ (grupo 1), v₂ (grupo 2) e v₃ (grupo 3). As partículas do grupo 1 têm sua trajetória encurvada em um sentido, as do grupo 2, em sentido oposto, e as do grupo 3 não têm sua trajetória desviada. A situação está ilustrada na figura abaixo.

Considere as seguintes afirmações sobre as velocidades das partículas de cada grupo:

I. v₁ > v₂ e v₁ > E/B
II. v₁ < v₂ e v₁ < E/B
III. v₃ = E/B

Está correto apenas o que se afirma em

A
I.
B
II.
C
III.
D
I e III.
E
II e III.

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Gabarito: E

1. Sentido das forças (carga positiva, indo para a direita)

Força elétrica: no sentido de E, para cima, F_E = qE (não depende da velocidade).
Força magnética: com B saindo da folha, a regra da mão direita dá força para baixo, F_M = qvB (cresce com a velocidade).

2. Grupo 3 (sem desvio): as forças se equilibram: qE = qv₃B → v₃ = E/B. III correta.

3. Grupo 1 (desvia para cima, como na figura): a força elétrica vence: qE > qv₁B → v₁ < E/B.

4. Grupo 2 (desvia para baixo): a magnética vence: v₂ > E/B. Logo v₁ < v₂.

II correta; I errada.

Resposta: E (II e III).

Dica: no seletor de velocidades, só passa reto quem tem v = E/B; as mais lentas seguem a força elétrica, as mais rápidas, a magnética.

Questão 5 · Fuvest 2012 · Questão 89média

Em uma aula de laboratório, os estudantes foram divididos em dois grupos. O grupo A fez experimentos com o objetivo de desenhar linhas de campo elétrico e magnético. Os desenhos feitos estão apresentados nas figuras I, II, III e IV abaixo.

Aos alunos do grupo B, coube analisar os desenhos produzidos pelo grupo A e formular hipóteses. Dentre elas, a única correta é que as figuras I, II, III e IV podem representar, respectivamente, linhas de campo

A
eletrostático, eletrostático, magnético e magnético.
B
magnético, magnético, eletrostático e eletrostático.
C
eletrostático, magnético, eletrostático e magnético.
D
magnético, eletrostático, eletrostático e magnético.
E
eletrostático, magnético, magnético e magnético.

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Gabarito: A

Linhas de campo eletrostático começam em cargas positivas e terminam em negativas (ou no infinito): nunca são fechadas. Linhas de campo magnético são sempre fechadas (não há polo magnético isolado).

I: linhas retas saindo dos dois lados de uma placa: campo de um plano carregado. Eletrostático.
II: linhas saindo radialmente de dois pontos e se afastando: duas cargas de mesmo sinal. Eletrostático.
III: linhas fechadas em torno de dois pontos: campo de dois fios com correntes em sentidos opostos. Magnético.
IV: circunferências concêntricas: campo de um fio reto com corrente. Magnético.

Resposta: A (eletrostático, eletrostático, magnético e magnético).

Dica: viu linha fechada, pense em campo magnético; viu linha que nasce num ponto e se espalha, pense em carga elétrica.

Questão 6 · Fuvest 2010 · Questão 88fácil

Aproxima-se um ímã de um anel metálico fixo em um suporte isolante, como mostra a figura. O movimento do ímã, em direção ao anel,

A
não causa efeitos no anel.
B
produz corrente alternada no anel.
C
faz com que o polo sul do ímã vire polo norte e vice-versa.
D
produz corrente elétrica no anel, causando uma força de atração entre anel e ímã.
E
produz corrente elétrica no anel, causando uma força de repulsão entre anel e ímã.

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Gabarito: E

Ao aproximar o ímã, o fluxo magnético que atravessa o anel aumenta. Pela lei de Faraday, essa variação induz uma corrente no anel metálico.

Pela lei de Lenz, a corrente induzida cria um campo que se opõe à variação que a produziu. Como o ímã se aproxima com o polo norte voltado para o anel, a face do anel voltada para o ímã vira também um polo norte: os dois se repelem, “tentando” impedir a aproximação.

A: há efeito, porque o fluxo varia.
B: enquanto o ímã só se aproxima, a corrente tem um único sentido (não é alternada).
C: o ímã não troca de polos.
D: atração aconteceria ao afastar o ímã.

Resposta: E

Dica: Lenz em uma frase: o anel “não gosta” de mudança; aproximou, ele repele; afastou, ele atrai.