(UNICAMP - 2010 - 2 fase - Questo 11)O Efeito Hall

(UNICAMP - 2010 - 2 fase - Questão 11)

O Efeito Hall consiste no acúmulo de cargas dos lados de um fio condutor de corrente quando esse fio está sujeito a um campo magnético perpendicular à corrente. Pode-se ver na figura (i) no espaço de resposta uma fita metálica imersa num campo magnético \(\overrightarrow{B}\), perpendicular ao plano da fita, saindo do papel. Uma corrente elétrica atravessa a fita, como resultado do movimento dos elétrons que têm velocidade  \(\overrightarrow{v}\), de baixo para cima até entrar na região de campo magnético. Na presença do campo magnético, os elétrons sofrem a ação da força magnética, \(\overrightarrow{F_B}\), deslocando-se para um dos lados da fita. O acúmulo de cargas com sinais opostos nos lados da fita dá origem a um campo elétrico no plano da fita, perpendicular à corrente. Esse campo produz uma força elétrica \(\overrightarrow{F_E}\), contrária à força magnética, e os elétrons param de ser desviados quando os módulos dessas forças se igualam, conforme ilustra a figura (ii) no espaço de resposta. Considere que o módulo do campo elétrico nessa situação é \(E = 1,0 \times 10^{-4}V/m\).

a) A fita tem largura L = 2,0 cm . Qual é a diferença de potencial medida pelo voltímetro V na situação da figura (ii)?

b) Os módulos da força magnética e da força elétrica da figura (ii) são dados pelas expressões \(F_B=qvB\) e \(F_E = qE\), respectivamente, \(q\) sendo a carga elementar. Qual é a velocidade dos elétrons? O módulo do campo magnético é \(B = 0,2T\).